粉末冶（yě）金是以金屬（shǔ）粉末或金屬化合物粉末為原料，經混合、成形和燒結，獲得所（suǒ）需形狀和性（xìng）能的材料或製品的工藝方法。常用的金（jīn）屬粉末有鐵、銅、鉑、鋁、鎳、鎢、鉻和鈦等粉末，合金粉末有鎳青銅、鋁合金、鈦合金、高溫（wēn）合金、低合（hé）金鋼和不鏽鋼等。粉末冶金法能生產用傳統（tǒng）的（de）熔煉或加工方法所不能或（huò）難以製得的製品。粉末冶（yě）金技術製（zhì）造具有優良疲勞性能和尺寸精度的齒輪以滿足（zú）電（diàn）機製造行業的（de）嚴格要求的潛力，粉末冶金部件由於其成本效益、重量和節能等優（yōu）點，在汽（qì）車傳動和變速（sù）器（qì）中廣（guǎng）泛應用。盡管過去在其（qí）他汽車傳動應用領域取得了成功，粉末冶金技術尚未滲透到汽車動力傳（chuán）動係統（tǒng）齒輪（lún）市場，齒輪的傳統加工似乎是一個複雜而（ér）昂貴的過程（chéng）。

什麽是（shì）粉末冶金？

粉末冶金是一種成型金屬零件的工藝（yì）。這個過程有三（sān）個（gè）步驟：

混合金（jīn）屬粉末將粉末壓製成所需形狀在受控條件下加熱壓實（shí）形狀最（zuì）終的結果是一個（gè）金屬零（líng）件，幾乎與所需的形狀相同，需要很少或（huò）沒有機器精加工，這取決於所需的精度水平。

粉（fěn）末（mò）零件的優缺點

粉末金屬齒輪比傳統齒輪材料更受歡迎的主要原因是（shì）成本，在大量生產中，用粉末金屬製造齒輪比用鐵或鋼製造齒輪便宜。在製造過程中使用的能源較少，而且（qiě）材料浪費也很少。考慮到（dào）許（xǔ）多粉末金屬零件不（bú）需要太（tài）多（如果有的（de）話）機械精加工，製造成本（běn）通常也較低。

使粉末金屬具有吸引力的其他特征與其材料結構有關，粉末金屬齒輪的多孔成分，它們重量輕，通常運行安靜。此外，粉末（mò）材料可（kě）以獨特的混合（hé），產生獨特的特性，對於齒輪，這包括用（yòng）油浸漬多孔材料的機會，從而產（chǎn）生自潤滑齒輪。

粉末金屬齒（chǐ）輪也有一些缺點，其中最重（chóng）要的一（yī）點是，粉末金屬（shǔ）的強度不如其他材料（liào），而且磨損速（sù）度也比其他材料快（kuài）。當使用粉末金屬材（cái）料來保持齒輪的可製造性和有效性時，也存在尺（chǐ）寸（cùn）限製。以低（dī）到中等規模的生產量生產粉末金屬齒（chǐ）輪通常也（yě）不具（jù）有成本效益。

粉末冶金技術的挑（tiāo）戰

如今的現實是，齒輪的設計和製造仍（réng）然是OEM的核心競爭力，粉末冶金行業一直無法（fǎ）說服汽車傳動係統OEM，生產出與（yǔ）加工（gōng）齒輪的性能和尺寸精度相匹配的零件。由（yóu）於許多傳動齒輪具有螺旋角大於30度的螺旋齒形，與現有的鍛鋼毛坯（pī）滾（gǔn）切相（xiàng）比，以（yǐ）具有（yǒu）成本競（jìng）爭力的（de）方式製造這些部（bù）件對粉（fěn）末冶金行業來說是一個挑（tiāo）戰。通常，高螺旋角（jiǎo）對壓實（shí）造（zào）成了挑戰，因為（wéi）幾何結構導致（zhì）了與傳（chuán）統加工不（bú）同的荷載，從而限製（zhì）了（le）高密度下實現扭（niǔ）矩要求（qiú），並增加了過早損壞的風險。粉末冶金零件（jiàn）生產商、工裝製（zhì）造商和壓力機製造商的共同（tóng）努力，使（shǐ）螺旋壓（yā）實技（jì）術取得了重大進展。這項技術雖（suī）然在本（běn）質上很昂貴，而且僅限於少（shǎo）數公司，但可用於粉末冶金（jīn）行業。如今，使用（yòng）傳統（tǒng）的低合金鋼粉末，可以在接近（jìn）7.2g/cm3的最大密（mì）度下壓縮33°螺旋角的斜齒輪。

對於（yú）粉末冶金（jīn）來說，尋求能夠在高扭矩承載應用中取代傳統鋼的高強度粉末冶金部件（jiàn）是一個永恒（héng）的挑戰（zhàn）。除了壓製的複雜性和實現高密度的困難外，粉（fěn）末冶金齒輪毛坯還需要深層的表麵致密化，以使沿齒根圓角和（hé）主動齒表麵的強度（dù）最大化。

表麵致密化顯示出粉末冶金零件性能的顯著改善，為粉末冶金工業開辟了新的可能性。粉末冶金工業已經開發出各種方法來對零件（jiàn）的（de）臨界表麵進行局部致密化工藝。所有已知的致密化方（fāng）法（fǎ）都有一個共（gòng）同點，即在需要（yào）致密（mì）化的區域內，將多餘材料給成型零件塑性變形提供條件。

結論

采用粉末冶金（jīn）工藝製造的齒（chǐ）輪與傳統（tǒng）的加工（gōng）工藝相比，在形（xíng）狀（zhuàng）複雜度和生產率方麵具有固有（yǒu）的優勢，這一優勢最終轉化（huà）成類（lèi）似應用的粉末冶金齒輪的成本競爭力（lì），表麵致密的粉末冶（yě）金齒輪比拉刀或滾刀（dāo）實心鋼齒輪具有更好的表麵光潔度。改進後的表麵光潔度對（duì）於不需要熱處理及磨削具（jù）有經濟（jì）吸引（yǐn）力，這對粉末冶金應用來說是一個明顯的優勢。