粉末冶金正時(shí)齒輪

粉末冶金已被應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸上的核心部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)齒輪。用粉末冶金制成汽車零部件不僅能節(jié)約成本，還可減輕質(zhì)量。目前，汽車上已有約10%的零部件是通過粉末冶金技術(shù)制造的，粉末冶金正時(shí)齒輪便是其中一種。

粉末冶金正時(shí)齒輪的粉末材料為97%鐵、1.5%鉻和1.5%鋁的混合金屬粉末。在粉末冶金制作過程中，粉末首先被注入到鍛造模具中，然后通過壓縮成型，在高溫?zé)崽幚頎t中進(jìn)行燒結(jié)熱處理。建立了正時(shí)齒輪的三維實(shí)體模型，分析粉末冶金鍛造過程，然后通過數(shù)值分析預(yù)測(cè)熱處理過程中產(chǎn)品的力學(xué)性能的變化，如密度、溫度分布、應(yīng)力應(yīng)變等。分析結(jié)果表明，在鍛造過程中，在第一階段施加載荷時(shí)，載荷最大為5t時(shí)上沖頭開始降低；在第二階段施加載荷時(shí)，當(dāng)下沖頭上升時(shí)，需要的載荷是第一階段載荷的3.2倍。因此，在模具設(shè)計(jì)中，必須要保證下沖頭具有承受載荷的能力。鍛造后，首先將該產(chǎn)品在1100℃高溫下加熱2h，然后在830℃下加熱30min，最后在空氣中冷卻。熱處理結(jié)果表明，正時(shí)齒輪中的珠光體組織占98%，幾乎沒有其它組織。因此，可以確認(rèn)該正時(shí)齒輪已得到了很好的退火，而且承受沖擊的能力很強(qiáng)。通過有限元計(jì)算分析表明，粉末冶金正時(shí)齒輪具有良好的力學(xué)性能和工藝性能，能夠代替普通工藝制造的正時(shí)齒輪。

刊名：Indian Journal of Science and Technology（英）

刊期：2015年第8期

作者：Key Sun Kim et al.

編譯：王瑩