淺談粉末冶金材料在汽車上的應用

趙生蓮

摘要：粉末冶金具有密度可調可使質量減輕，孔隙的阻尼作用可使振動和噪音降低，通過組成調節可實現耐熱和耐磨，模具化的量產可保證性能和尺寸的一致性，特殊工藝的采用可使復雜零件的生產成為可能的優點，在汽車制造業廣泛應用粉末冶金零件。

關鍵詞：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，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金作為一種獨特的零件制造技術，因其具有無切削、成本低、效率高的優點，越來越受到重視。隨著全球工業化的蓬勃發展，粉末冶金技術已被廣泛應用于交通、機械、電子、航天、航空等領域。

汽車制造業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廣泛被應用的原因除了其節材、省能、低成本之外，還在于粉末冶金工藝和其生產的零部件具有以下優勢：密度可調可使質量減輕，孔隙的阻尼作用可使振動和噪音降低，通過組成調節可實現耐熱和耐磨，模具化的量產可保證性能和尺寸的一致性，特殊工藝的采用可使復雜零件的生產成為可能。

2粉末冶金汽車零件的特點及其在汽車上的應用

2.1品種多，產量大

近年平均每輛轎車使用的粉末冶金件質量大幅上升，按用途構成為：發動機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%。

粉末冶金結構件在汽車中的應用，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0.01mm，且表面光滑，與傳統研磨工藝精度相仿。

用粉末冶金材料做同步器錐環，目前國內外已經有成品面世。同步器，是使在換擋中相互接合的齒輪實現同步的裝置。在換擋過程中，應當使準備嚙合的那一對齒輪的接合齒圈的圓周速度達到相等（即同步），才能平順地掛上擋。否則，兩齒輪齒圈間會發出沖擊和噪音，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。

許多新型發動機用粉末冶金材料來做曲軸正時齒輪和凸輪軸正時齒輪。四沖程的發動機活塞運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必須是和活塞運動的狀態和時刻是一致的，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來連接，（當然，有一部分是下置凸輪軸的，這種形式的發動機目前比較少，但是同樣也要正時齒輪的。）這個傳動系統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已經在其生產的發動機中采用粉末冶金連桿。曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，同時將作用于活塞上的力轉變為曲軸對外輸出的轉矩，以驅動汽車車輪轉動。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。因此，連桿應具有以下性能：一、為了防止連桿在工作中發生彎曲變形，連桿應具有足夠的剛度；二、連桿工作時，會受到交變載荷和沖擊載荷作用，所以應具有足夠的疲勞強度和沖擊韌性；三、連桿作為高速運動件，為了減少慣性力，降低能耗和噪聲，重量應該輕。而粉末冶金結構件密度小、性能好，能滿足上述性能要求。

2.3節材、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，而其它生產的方式數據則落在50-90%，38-82kJ/kg之間。

2.4結構復雜

適于生產結構較為復雜、傳統工藝無法生產的產品，并能大批量地生產。

3結束語

我國汽車工業的快速發展，為高新能鐵基粉末冶金件的生產發展提供了良好的機遇；而作為一種新材料技術的粉末冶金的發展，也會促進汽車工業的發展。

（作者單位：攀枝花學院）