粉末冶金正时齿轮

粉末冶金已被应用到发动机和传动轴上的核心部件，如发动机正时齿轮。用粉末冶金制成汽车零部件不仅能节约成本，还可减轻质量。目前，汽车上已有约10%的零部件是通过粉末冶金技术制造的，粉末冶金正时齿轮便是其中一种。

粉末冶金正时齿轮的粉末材料为97%铁、1.5%铬和1.5%铝的混合金属粉末。在粉末冶金制作过程中，粉末首先被注入到锻造模具中，然后通过压缩成型，在高温热处理炉中进行烧结热处理。建立了正时齿轮的三维实体模型，分析粉末冶金锻造过程，然后通过数值分析预测热处理过程中产品的力学性能的变化，如密度、温度分布、应力应变等。分析结果表明，在锻造过程中，在第一阶段施加载荷时，载荷最大为5t时上冲头开始降低；在第二阶段施加载荷时，当下冲头上升时，需要的载荷是第一阶段载荷的3.2倍。因此，在模具设计中，必须要保证下冲头具有承受载荷的能力。锻造后，首先将该产品在1100℃高温下加热2h，然后在830℃下加热30min，最后在空气中冷却。热处理结果表明，正时齿轮中的珠光体组织占98%，几乎没有其它组织。因此，可以确认该正时齿轮已得到了很好的退火，而且承受冲击的能力很强。通过有限元计算分析表明，粉末冶金正时齿轮具有良好的力学性能和工艺性能，能够代替普通工艺制造的正时齿轮。

刊名：Indian Journal of Science and Technology（英）

刊期：2015年第8期

作者：Key Sun Kim et al.

编译：王莹