淺談粉末冶金材料在汽車上的應(yīng)用

趙生蓮

摘要：粉末冶金具有密度可調(diào)可使質(zhì)量減輕，孔隙的阻尼作用可使振動和噪音降低，通過組成調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)耐熱和耐磨，模具化的量產(chǎn)可保證性能和尺寸的一致性，特殊工藝的采用可使復(fù)雜零件的生產(chǎn)成為可能的優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用粉末冶金零件。

關(guān)鍵詞：粉末冶金；汽車

1引言

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金作為一種獨(dú)特的零件制造技術(shù)，因其具有無切削、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到重視。隨著全球工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航天、航空等領(lǐng)域。

汽車制造業(yè)中使用的粉末冶金零件非常多，粉末冶金零件在汽車制造業(yè)廣泛被應(yīng)用的原因除了其節(jié)材、省能、低成本之外，還在于粉末冶金工藝和其生產(chǎn)的零部件具有以下優(yōu)勢：密度可調(diào)可使質(zhì)量減輕，孔隙的阻尼作用可使振動和噪音降低，通過組成調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)耐熱和耐磨，模具化的量產(chǎn)可保證性能和尺寸的一致性，特殊工藝的采用可使復(fù)雜零件的生產(chǎn)成為可能。

2粉末冶金汽車零件的特點(diǎn)及其在汽車上的應(yīng)用

2.1品種多，產(chǎn)量大

近年平均每輛轎車使用的粉末冶金件質(zhì)量大幅上升，按用途構(gòu)成為：發(fā)動機(jī)41.1%、傳動部31.2%、底盤16.7%、電器4.2%、燃料3.1%、車身2.2%、其他1.4%。

粉末冶金結(jié)構(gòu)件在汽車中的應(yīng)用，常見的有帶輪、鏈輪、齒轂、凸輪、連桿、閥座等。

2.2精度高、性能好

最高精度可達(dá)0.01mm，且表面光滑，與傳統(tǒng)研磨工藝精度相仿。

用粉末冶金材料做同步器錐環(huán)，目前國內(nèi)外已經(jīng)有成品面世。同步器，是使在換擋中相互接合的齒輪實(shí)現(xiàn)同步的裝置。在換擋過程中，應(yīng)當(dāng)使準(zhǔn)備嚙合的那一對齒輪的接合齒圈的圓周速度達(dá)到相等（即同步），才能平順地掛上擋。否則，兩齒輪齒圈間會發(fā)出沖擊和噪音，影響齒輪的壽命。為了便于換擋，汽車變速器在常用的各擋間都裝有同步器，使相嚙合的一對齒輪先同步，而后嚙合。而同步器錐環(huán)作為同步器的核心部件，是需要有高的精度和耐磨性。

許多新型發(fā)動機(jī)用粉末冶金材料來做曲軸正時齒輪和凸輪軸正時齒輪。四沖程的發(fā)動機(jī)活塞運(yùn)動時氣門的動作必須得受控，也就說氣門的動作的時刻和狀態(tài)必須是和活塞運(yùn)動的狀態(tài)和時刻是一致的，而曲軸與凸輪軸并不是在一個軸線上，他們之間必須得有傳動系統(tǒng)來連接，（當(dāng)然，有一部分是下置凸輪軸的，這種形式的發(fā)動機(jī)目前比較少，但是同樣也要正時齒輪的。）這個傳動系統(tǒng)是由兩個齒輪和一條鏈條或者是皮帶來完成的，那么這兩個齒輪就叫做正時齒輪，因此正時齒輪也是需要有高的尺寸精度和良好的使用性能。

美國通用公司、德國寶馬公司等企業(yè)已經(jīng)在其生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)中采用粉末冶金連桿。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。它將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并從曲軸對外輸出動力。因此，連桿應(yīng)具有以下性能：一、為了防止連桿在工作中發(fā)生彎曲變形，連桿應(yīng)具有足夠的剛度；二、連桿工作時，會受到交變載荷和沖擊載荷作用，所以應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性；三、連桿作為高速運(yùn)動件，為了減少慣性力，降低能耗和噪聲，重量應(yīng)該輕。而粉末冶金結(jié)構(gòu)件密度小、性能好，能滿足上述性能要求。

2.3節(jié)材、省能

粉末冶金零件的材料利用率、以鐵基為例，其能耗分別為95%和28.5kJ/kg，而其它生產(chǎn)的方式數(shù)據(jù)則落在50-90%，38-82kJ/kg之間。

2.4結(jié)構(gòu)復(fù)雜

適于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、傳統(tǒng)工藝無法生產(chǎn)的產(chǎn)品，并能大批量地生產(chǎn)。

3結(jié)束語

我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，為高新能鐵基粉末冶金件的生產(chǎn)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇；而作為一種新材料技術(shù)的粉末冶金的發(fā)展，也會促進(jìn)汽車工業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：攀枝花學(xué)院）