近年來我國汽車工業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,，隨著人們經(jīng)濟(jì)收入的提高,，對生活質(zhì)量有了新的要求,，轎車能否進(jìn)人家庭，何時(shí)進(jìn)入家庭已不再是人們懷疑,、談?wù)摰脑掝},。今年以來幾大汽車集團(tuán)生產(chǎn)線加大生產(chǎn)力度，同時(shí)不斷推出新車型,，出現(xiàn)了產(chǎn)銷兩旺的喜人局面,。
這給粉末冶金行業(yè)帶來了很好的發(fā)展機(jī)遇。眾所周知,，粉末冶金法生產(chǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)件具有少無切削的優(yōu)點(diǎn),，因而節(jié)能、節(jié)材,；具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn),，適應(yīng)大批量生產(chǎn)；具有材料多樣性的特點(diǎn),，可滿足不同用途結(jié)構(gòu)零件的性能要求,。因此在汽車領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)有關(guān)資料介紹,，汽車中使用的粉末冶金件累計(jì)已超過1000種,。全球粉末冶金結(jié)構(gòu)零件總量的一半以上用于汽車工業(yè)。汽車粉末冶金零件的大批量生產(chǎn),、必將帶動粉末的需要量快速增長,，從而實(shí)現(xiàn)粉末冶金零件企業(yè)和原材料企業(yè)的共同發(fā)展。
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,，根據(jù)零件在主機(jī)中部位和作用的不同,，對零件的性能要求也有不同，必須選擇合適的材料和制造工藝以滿足其要求,。下面簡要介紹幾種類型零件及其對原材料的要求,。
1 中低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件
典型零件有：發(fā)動機(jī)正時(shí)凸輪軸帶輪、曲軸帶輪,、水泵皮帶輪等,。這種類型零件通常為Fe-C—Cu材料，密度在6.4～6.8g/cm3之間,。上述零件往往形狀較復(fù)雜,、精度要求較高,；所用原材料通常采用還原鐵粉；合金元素通過機(jī)械混合形式加人,。要求鐵粉：
(1)應(yīng)具有良好的成形性能,、較高的生坯強(qiáng)度，以防壓件產(chǎn)生裂紋(尤其對多臺階異形結(jié)構(gòu)件)和工序間流轉(zhuǎn)時(shí)壓件掉邊缺角,。
(2)應(yīng)具有良好的壓縮性能,、較低的壓制回彈率，降低零件成型壓力,，延長模具壽命,，減少壓件裂紋的產(chǎn)生。要求提高粉末退火還原質(zhì)量,，降低鐵粉中碳,、氧含量和鐵粉顆粒硬度。
(3)應(yīng)具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性,，如化學(xué)成分中鐵粉的含氧量不穩(wěn)定,，將影響到配料的準(zhǔn)確性，影響零件工藝過程中尺寸變化率和零件最終成分及性能,；如物理性能中松比,、流速不穩(wěn)定，將影響模腔的裝粉量,，引起壓坯重量和高度尺寸變化較大,，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定(對陰模帶肩類的產(chǎn)品影響尤為明顯)。
2 中高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件
典型零件有：發(fā)動機(jī),、變速箱傳動齒輪,、鏈輪等。這種類型零件一般要求能夠承受較高負(fù)荷,、具有較好的耐磨性，成分通常為Fe-C-Cu—Ni,，或Fe-C-Cu-Ni-Mo等,，密度在6.8～7.2g/cm3之間，有些零件則需要進(jìn)行熱處理,，以達(dá)到其性能要求,。
生產(chǎn)這種零件所用原材料較為經(jīng)濟(jì)的選擇是采用霧化鐵粉，合金元素通過機(jī)械混合形式加入,，最好采用無偏析混料法,。當(dāng)然如采用擴(kuò)散合金粉，質(zhì)量將更為可靠,，但缺點(diǎn)是原材料成本較高,。另外提出的是霧化鐵粉中含有適量的Mn對提高結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量有明顯的效果,。
3 高性能結(jié)構(gòu)件
典型零件有：變速箱同步器齒轂、同步環(huán)等,。這種類型零件具有形狀復(fù)雜,、精度高、硬度強(qiáng)度高等特點(diǎn),，因此綜合技術(shù)難度較高,，零件材料相當(dāng)于DIN標(biāo)準(zhǔn)中的D39。生產(chǎn)該類零件原材料通常采用擴(kuò)散合金粉的方法,，如Distaloy AE,、DB一48等。
4 粉末鍛造件
典型零件有：發(fā)動機(jī)連桿,，變速箱齒環(huán)等,。零件采用粉末鍛造法生產(chǎn)，以達(dá)到全致密狀態(tài),，如SGM齒環(huán)的密度要求≥7.82,。生產(chǎn)該類零件的原材料通常采用預(yù)合金化的低合金鋼粉。雖然這種粉末在常溫下壓縮性較差,，但在熱鍛條件下,，坯件可以達(dá)到全致密程度。此外,，粉末鍛造對粉末的清潔度有相當(dāng)高的要求,，非金屬夾雜物將成為致密鍛件的裂紋源，導(dǎo)致零件在工作中失效,。
5 高溫,、高耐磨性的粉末冶金零件
典型零件有：汽車發(fā)動機(jī)的排氣閥座等。發(fā)動機(jī)工作時(shí)排氣閥座承受高溫和交變應(yīng)力的作用,。在惡劣的工況條件下,，零件要求具有足夠的壽命、耐磨性,，因此對材料性能要求較高,，通常選擇耐熱、耐磨高合金材料,，如Fe—C—Cr-Mo-Ni或Fe—C—Cu—Ni—Mo及高速鋼材料等,。
原材料通常采用霧化合金粉，為了改善粉末的壓縮性能,，也有采用母合金粉與純鐵粉按一定比例混合的形式生產(chǎn),。由于閥座類零件質(zhì)量要求很嚴(yán)格，整個(gè)缸蓋上每個(gè)閥座的加工面尤其是與氣門配合面不允許有任何針孔,，因此生產(chǎn)中必須對原料粉及混合粉的清潔度進(jìn)行嚴(yán)格控制,，防止有夾雜物混入其中,。
6 汽車用粉末冶金對鐵粉需求的實(shí)例剖析
上海通用汽車別克轎車上的粉末冶金件用粉是，Buick車發(fā)動機(jī)零件：14種,、55件8．9 ks／臺,；變速箱零件：12種、12件4．3 kg,，臺,；共計(jì)：26種、67件,，重13．2 ks／輛,。主要為：進(jìn)排氣門座圈、氣門導(dǎo)管,、凸輪軸軸頸,、凸輪軸和曲軸鏈輪、軸承蓋,、凸輪軸擋板,、連桿、排氣管法蘭,、氣門搖壁支座,、油泵齒輪等零件。這些零件所使用的鐵粉按類型區(qū)分,，就是以上的五大類,，幾乎都是高強(qiáng)度、高密度零件,，因此所用的鐵粉一般都有特殊要求,。這其中還存在與鐵粉供應(yīng)商共同研究開發(fā)適合各個(gè)零件特性的不同要求的粉末,。從質(zhì)量保證體系角度上講,，粉末供應(yīng)商和產(chǎn)品制造商是同一根供應(yīng)鏈上的不同的節(jié)點(diǎn)。為了制造出符合客戶要求的優(yōu)質(zhì)汽車零部件,，供需雙方的密切合作也是非常重要的一點(diǎn),。
我國的汽車工業(yè)起步較遲,，對粉末冶金零件的認(rèn)識還不足，大多數(shù)是以粉末冶金材料來替換傳統(tǒng)金屬材料,，所以發(fā)展很慢。目前粉末冶金件應(yīng)用在汽車,、摩托車工業(yè)的比例只有46％,。但可喜的是，隨著大量引進(jìn)車型上規(guī)定用粉末冶金零件,，帶動了我國粉末冶金零件在汽車制造工業(yè)上的蓬勃發(fā)展,，使人們對粉末冶金零件的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)有了一定的認(rèn)識,。特別是近期引進(jìn)的車型中，又出現(xiàn)許多新的零件,，因此在生產(chǎn)中除了進(jìn)一步擴(kuò)大通用制造工藝外,，還需要用一些特殊的工藝來制造，如：金屬注射成形,、溫壓成形,、粉末鍛造、熱等靜壓,、冷等靜壓等等,，從而使粉末冶金零件，在汽車工業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用將更多,、更廣,，同時(shí)所需求的鐵粉將更廣泛。
這給粉末冶金行業(yè)帶來了很好的發(fā)展機(jī)遇。眾所周知,，粉末冶金法生產(chǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)件具有少無切削的優(yōu)點(diǎn),，因而節(jié)能、節(jié)材,；具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn),，適應(yīng)大批量生產(chǎn)；具有材料多樣性的特點(diǎn),，可滿足不同用途結(jié)構(gòu)零件的性能要求,。因此在汽車領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)有關(guān)資料介紹,，汽車中使用的粉末冶金件累計(jì)已超過1000種,。全球粉末冶金結(jié)構(gòu)零件總量的一半以上用于汽車工業(yè)。汽車粉末冶金零件的大批量生產(chǎn),、必將帶動粉末的需要量快速增長,，從而實(shí)現(xiàn)粉末冶金零件企業(yè)和原材料企業(yè)的共同發(fā)展。
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,，根據(jù)零件在主機(jī)中部位和作用的不同,，對零件的性能要求也有不同，必須選擇合適的材料和制造工藝以滿足其要求,。下面簡要介紹幾種類型零件及其對原材料的要求,。
1 中低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件
典型零件有：發(fā)動機(jī)正時(shí)凸輪軸帶輪、曲軸帶輪,、水泵皮帶輪等,。這種類型零件通常為Fe-C—Cu材料，密度在6.4～6.8g/cm3之間,。上述零件往往形狀較復(fù)雜,、精度要求較高,；所用原材料通常采用還原鐵粉；合金元素通過機(jī)械混合形式加人,。要求鐵粉：
(1)應(yīng)具有良好的成形性能,、較高的生坯強(qiáng)度，以防壓件產(chǎn)生裂紋(尤其對多臺階異形結(jié)構(gòu)件)和工序間流轉(zhuǎn)時(shí)壓件掉邊缺角,。
(2)應(yīng)具有良好的壓縮性能,、較低的壓制回彈率，降低零件成型壓力,，延長模具壽命,，減少壓件裂紋的產(chǎn)生。要求提高粉末退火還原質(zhì)量,，降低鐵粉中碳,、氧含量和鐵粉顆粒硬度。
(3)應(yīng)具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性,，如化學(xué)成分中鐵粉的含氧量不穩(wěn)定,，將影響到配料的準(zhǔn)確性，影響零件工藝過程中尺寸變化率和零件最終成分及性能,；如物理性能中松比,、流速不穩(wěn)定，將影響模腔的裝粉量,，引起壓坯重量和高度尺寸變化較大,，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定(對陰模帶肩類的產(chǎn)品影響尤為明顯)。
2 中高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件
典型零件有：發(fā)動機(jī),、變速箱傳動齒輪,、鏈輪等。這種類型零件一般要求能夠承受較高負(fù)荷,、具有較好的耐磨性，成分通常為Fe-C-Cu—Ni,，或Fe-C-Cu-Ni-Mo等,，密度在6.8～7.2g/cm3之間，有些零件則需要進(jìn)行熱處理,，以達(dá)到其性能要求,。
生產(chǎn)這種零件所用原材料較為經(jīng)濟(jì)的選擇是采用霧化鐵粉，合金元素通過機(jī)械混合形式加入,，最好采用無偏析混料法,。當(dāng)然如采用擴(kuò)散合金粉，質(zhì)量將更為可靠,，但缺點(diǎn)是原材料成本較高,。另外提出的是霧化鐵粉中含有適量的Mn對提高結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量有明顯的效果,。
3 高性能結(jié)構(gòu)件
典型零件有：變速箱同步器齒轂、同步環(huán)等,。這種類型零件具有形狀復(fù)雜,、精度高、硬度強(qiáng)度高等特點(diǎn),，因此綜合技術(shù)難度較高,，零件材料相當(dāng)于DIN標(biāo)準(zhǔn)中的D39。生產(chǎn)該類零件原材料通常采用擴(kuò)散合金粉的方法,，如Distaloy AE,、DB一48等。
4 粉末鍛造件
典型零件有：發(fā)動機(jī)連桿,，變速箱齒環(huán)等,。零件采用粉末鍛造法生產(chǎn)，以達(dá)到全致密狀態(tài),，如SGM齒環(huán)的密度要求≥7.82,。生產(chǎn)該類零件的原材料通常采用預(yù)合金化的低合金鋼粉。雖然這種粉末在常溫下壓縮性較差,，但在熱鍛條件下,，坯件可以達(dá)到全致密程度。此外,，粉末鍛造對粉末的清潔度有相當(dāng)高的要求,，非金屬夾雜物將成為致密鍛件的裂紋源，導(dǎo)致零件在工作中失效,。
5 高溫,、高耐磨性的粉末冶金零件
典型零件有：汽車發(fā)動機(jī)的排氣閥座等。發(fā)動機(jī)工作時(shí)排氣閥座承受高溫和交變應(yīng)力的作用,。在惡劣的工況條件下,，零件要求具有足夠的壽命、耐磨性,，因此對材料性能要求較高,，通常選擇耐熱、耐磨高合金材料,，如Fe—C—Cr-Mo-Ni或Fe—C—Cu—Ni—Mo及高速鋼材料等,。
原材料通常采用霧化合金粉，為了改善粉末的壓縮性能,，也有采用母合金粉與純鐵粉按一定比例混合的形式生產(chǎn),。由于閥座類零件質(zhì)量要求很嚴(yán)格，整個(gè)缸蓋上每個(gè)閥座的加工面尤其是與氣門配合面不允許有任何針孔,，因此生產(chǎn)中必須對原料粉及混合粉的清潔度進(jìn)行嚴(yán)格控制,，防止有夾雜物混入其中,。
6 汽車用粉末冶金對鐵粉需求的實(shí)例剖析
上海通用汽車別克轎車上的粉末冶金件用粉是，Buick車發(fā)動機(jī)零件：14種,、55件8．9 ks／臺,；變速箱零件：12種、12件4．3 kg,，臺,；共計(jì)：26種、67件,，重13．2 ks／輛,。主要為：進(jìn)排氣門座圈、氣門導(dǎo)管,、凸輪軸軸頸,、凸輪軸和曲軸鏈輪、軸承蓋,、凸輪軸擋板,、連桿、排氣管法蘭,、氣門搖壁支座,、油泵齒輪等零件。這些零件所使用的鐵粉按類型區(qū)分,，就是以上的五大類,，幾乎都是高強(qiáng)度、高密度零件,，因此所用的鐵粉一般都有特殊要求,。這其中還存在與鐵粉供應(yīng)商共同研究開發(fā)適合各個(gè)零件特性的不同要求的粉末,。從質(zhì)量保證體系角度上講,，粉末供應(yīng)商和產(chǎn)品制造商是同一根供應(yīng)鏈上的不同的節(jié)點(diǎn)。為了制造出符合客戶要求的優(yōu)質(zhì)汽車零部件,，供需雙方的密切合作也是非常重要的一點(diǎn),。
我國的汽車工業(yè)起步較遲,，對粉末冶金零件的認(rèn)識還不足，大多數(shù)是以粉末冶金材料來替換傳統(tǒng)金屬材料,，所以發(fā)展很慢。目前粉末冶金件應(yīng)用在汽車,、摩托車工業(yè)的比例只有46％,。但可喜的是，隨著大量引進(jìn)車型上規(guī)定用粉末冶金零件,，帶動了我國粉末冶金零件在汽車制造工業(yè)上的蓬勃發(fā)展,，使人們對粉末冶金零件的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)有了一定的認(rèn)識,。特別是近期引進(jìn)的車型中，又出現(xiàn)許多新的零件,，因此在生產(chǎn)中除了進(jìn)一步擴(kuò)大通用制造工藝外,，還需要用一些特殊的工藝來制造，如：金屬注射成形,、溫壓成形,、粉末鍛造、熱等靜壓,、冷等靜壓等等,，從而使粉末冶金零件，在汽車工業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用將更多,、更廣,，同時(shí)所需求的鐵粉將更廣泛。
