齒輪制造有滾齒、銑齒、插齒等等各種工藝，今天展示的齒輪是用金屬粉末壓出來(lái)的，也就是粉末冶金工藝。先來(lái)段視頻看看有什么不同：

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粉末冶金齒輪是各種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的，雖然在大批量的情況下是非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的，不過(guò)在其他方面也有待改進(jìn)的地方。下面就來(lái)看看粉末冶金齒輪相關(guān)知識(shí)。

什么是粉末冶金

是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類(lèi)型制品的工藝技術(shù)。廣義的粉末冶金制品業(yè)涵括了鐵石刀具、硬質(zhì)合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。

優(yōu)點(diǎn)

1、一般粉末冶金齒輪制造工序少。

2、用粉末冶金法制造齒輪時(shí)，材料利用率可達(dá)95%以上。

3、粉末冶金齒輪的重復(fù)性非常好。因?yàn)榉勰┮苯瘕X輪是用模具壓制成形的，在正常使用條件下，一副模具約可壓制幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)件齒輪壓坯。

4、粉末冶金法可將幾個(gè)零件一體化制造。

5、粉末冶金齒輪的材料密度是可控的。

6、在粉末冶金生產(chǎn)中，為便于成形后從壓模中脫出壓坯，壓模工作面的粗糙度都非常好。

缺點(diǎn)

1、必須要批量生產(chǎn)，一般來(lái)說(shuō)，批量5000件以上比較適合用粉末冶金工藝生產(chǎn)。

2、尺寸大小受到壓機(jī)壓制能力的限制。壓機(jī)一般都幾噸到幾百?lài)崏毫?，直徑基本是?10mm以?xún)?nèi)都可以制作成粉末冶金。

3、粉末冶金齒輪受結(jié)構(gòu)限制。由于壓制和模具上的原因，一般不適宜生產(chǎn)蝸輪、人字形齒輪和螺旋角大于35°的斜齒輪。斜齒輪一般建議把斜齒設(shè)計(jì)在15°以?xún)?nèi)。

4、粉末冶金齒輪的厚度受到限制。模腔深度和壓機(jī)行程必須是齒輪厚度的2～2.5倍，同時(shí)考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性，因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。

工藝特點(diǎn)

1、 制品的致密度可控，如多孔材料、好密度材料等。

2、 晶粒細(xì)小、顯微組織均勻、無(wú)成分偏析。

3、 近型成形，原材料利用率＞95%。

4、 少無(wú)切削，切削加工僅40%~50% 。

5、 材料組元可控，利于制備復(fù)合材料。

6 、制備難溶金屬、陶瓷材料與核材料。

工藝基本流程

1、制粉

制粉是將原料制成粉末的過(guò)程，常用的制粉方法有氧化物還原法和機(jī)械法。

2、混料

混料是將各種所需的粉末按一定的比例混合，并使其均勻化制成坯粉的過(guò)程。分干式、半干式和濕式三種，分別用于不同要求。

3、成型

成型是將混合均勻的混料，裝入壓模重壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的過(guò)程。成型的方法基本上分為加壓成型和無(wú)壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。

4、燒結(jié)

燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過(guò)燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。

5、后處理

燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外，近年來(lái)一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。

粉末冶齒輪是少切屑、無(wú)切屑的高新技術(shù)的產(chǎn)物

粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中難以單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，但無(wú)論是按重量還是按零件數(shù)量，粉末冶金齒輪在汽車(chē)、摩托車(chē)中所占的比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他領(lǐng)域中的粉末冶金零件。因此，從汽車(chē)、摩托車(chē)在整個(gè)粉末冶金零件中所占比例的上升可以看出，粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中處于飛速發(fā)展的地位。如果按零件特點(diǎn)來(lái)分，齒輪屬于結(jié)構(gòu)類(lèi)零件，而結(jié)構(gòu)類(lèi)零件在整個(gè)鐵基零件中所占的絕對(duì)重量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他幾類(lèi)，粉末冶金零件。

種類(lèi)應(yīng)用

粉末冶金齒輪是各種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的粉末冶金零件，通過(guò)一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以完全達(dá)到尺寸精度要求，尤其是齒形精度。因此，與用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制造相比，在材料投入和制造上都大大減少，它是體現(xiàn)粉末冶金特點(diǎn)的典型產(chǎn)品。粉末冶金零件配套舉例配套類(lèi)別零部件名稱(chēng):汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī);凸輪軸、曲軸正時(shí)帶輪，水泵、油泵帶輪，主動(dòng)、從動(dòng)齒輪，主動(dòng)、從動(dòng)鏈輪，凸輪，軸承蓋，搖臂，襯套，止推板，氣門(mén)導(dǎo)管，進(jìn)、排氣門(mén)閥座汽車(chē)變速箱;各種高低速同步器齒轂及組件，離合器齒輪，凸輪、凸輪軸，滑塊，換擋桿，軸套，導(dǎo)塊，同步環(huán)摩托車(chē)零件:從動(dòng)齒輪及組件，鏈輪，起動(dòng)棘爪，棘輪，星形輪，雙聯(lián)齒輪，副齒輪，變速齒輪，推桿凸輪，軸套，滑動(dòng)軸承，定心套，從動(dòng)盤(pán)，進(jìn)、排氣門(mén)閥座汽車(chē)、摩托車(chē)油泵:各種油泵齒輪、齒轂，各種油泵轉(zhuǎn)子，凸輪環(huán)汽車(chē)、摩托車(chē)減振器各種活塞，底閥座，導(dǎo)向座壓縮機(jī)各種活塞，缸體，缸蓋，閥板，密封環(huán)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品各種軸套，轉(zhuǎn)子，軸承其他:分電器齒輪，行星齒輪，內(nèi)齒盤(pán)，組合內(nèi)齒輪，各種不銹鋼螺母，磁極。

發(fā)展前景

雖然粉末冶金行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了近10年的高速發(fā)展，但與國(guó)外的同行業(yè)仍存在以下幾方面的差距:

(1)企業(yè)多，規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益與國(guó)外企業(yè)相差很大。

(2)產(chǎn)品交叉，企業(yè)相互壓價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。

(3)多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持，研發(fā)能力落后，產(chǎn)品檔次低，難以與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)。

(4)再投入缺乏與困擾。

(5)工藝裝備、配套設(shè)施落后。

(6)產(chǎn)品出口少，貿(mào)易渠道不暢。隨著我國(guó)加入WTO以后，以上種種不足和弱點(diǎn)將改善，這是因?yàn)榧尤隬TO后，市場(chǎng)逐漸國(guó)際化，粉末冶金市場(chǎng)將得到進(jìn)一步擴(kuò)大的機(jī)會(huì);而同時(shí)隨著國(guó)外資金和技術(shù)的進(jìn)入，粉末冶金及相關(guān)的技術(shù)水平也必將得到提高和發(fā)展。

粉末鍛造新工藝及其對(duì)齒輪的影響

1、粉末鍛造齒輪的高速壓制 

瑞典開(kāi)發(fā)了高速壓制的工藝。這種工藝的開(kāi)發(fā)使高密度和超過(guò)5 kg的大型粉末鍛造零件的開(kāi)發(fā)成為可能，它使粉末能在20 ms以?xún)?nèi)被壓縮，而且在300 ms內(nèi)多次壓制還可以進(jìn)一步提高密度。

高速壓制作為大批量的生產(chǎn)方法可以突破目前粉末鍛造的局限性。傳統(tǒng)壓制成形要求高的成形壓力，而成形壓力又受到壓機(jī)噸位的限制，高速壓制則不受此限制。基于預(yù)合金化和擴(kuò)散合金化的粉末密度可以達(dá)到7.4~7.7 g/cm3，這種新型的制造技術(shù)最近引入到了粉末鍛造行業(yè)。

2、齒輪成型加工硬化 

成型加工硬化是將粉末鍛造的成型加工與提高材料性能的淬火熱處理工序合二為一，以降低成本。成型加工硬化工藝可以省去成型加工后熱處理工序，同時(shí)可以獲得高強(qiáng)度和高硬度的性能，從而降低生產(chǎn)成本。此外，淬火時(shí)會(huì)產(chǎn)生高的殘余內(nèi)應(yīng)力并且使零件發(fā)生變形，給控制零件尺寸公差帶來(lái)困難。成型加工硬化工藝，由于成型加工后的冷卻速度遠(yuǎn)低于淬火的冷卻速度，因而可以使變形減少到最小。因此成型加工硬化工藝適用于難以處理的大型以及形狀復(fù)雜的零件。

3、高溫成型加工 

高溫成型加工是提高強(qiáng)度的一項(xiàng)重要措施。通過(guò)高溫成型加工，可以使一部分氧化物還原、提高原子的擴(kuò)散速率和增加成分均勻性，可以使孔隙充分球化和孔隙間距更大，適合于新型粉末鍛造材料例如高速鋼、不銹鋼和高溫合金等。這樣，可提高零件的密度、機(jī)械性能、軸向/ 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度、耐蝕性和物理性能。

但是，也存在一些弊端，例如設(shè)備損耗加大、能耗增加、爐子維護(hù)成本增加、生產(chǎn)率降低、零件變形加大、零件的同軸度降低、低冷卻速率以及其他工藝問(wèn)題。因此，粉末鍛造零件高溫成型加工，將會(huì)增加一些額外的成本。