王林山，梁雪冰，李 改，陈 鹏，汪礼敏，王 磊，Zak. Fang



粉末冶金组合烧结中空凸轮轴的组织与性能

王林山1, 2, 3，梁雪冰1, 2, 3，李 改1, 2, 3，陈 鹏1, 2, 3，汪礼敏1, 2, 3，王 磊1, 2, 3，Zak. Fang4

(1. 北京有色金属研究总院，北京 100088；2. 有研粉末新材料(北京)有限公司，北京 101407；3. 北京恒源天桥粉末冶金有限公司，北京 101407；4. 美国犹他大学，盐湖城 84112)

采用粉末冶金组合烧结技术制备由Fe-Cr-Mo-P-Si-Cu-C凸轮和16Mn钢管为芯轴组成的中空凸轮轴，对凸轮的密度、硬度等物理性能、摩擦磨损性能和微观组织进行测试与分析，研究烧结致密化机理，并与传统凸轮材料球墨铸铁的摩擦磨损性能进行对比。结果表明：Fe-Cr-Mo-P-Si-Cu-C凸轮材料在烧结过程中产生Fe-C-P三元液相，Cr、Mo元素溶解于液相中使得液相量显著增加，促进液相烧结，体积收缩率高达19.1%。凸轮材料的平均密度为7.51 g/cm3，平均硬度(HRC)53.7，与钢制芯轴形成牢固的冶金结合，扭矩高达1 150 N∙m，连接可靠性较好；该凸轮材料的硬度与传统球墨铸铁凸轮材料相近，耐磨性是球墨铸铁的3倍，质量减轻35%，满足发动机使用要求。

粉末冶金；中空凸轮轴；组合烧结

随着能源短缺和环境污染等问题日益严重，对汽车的节能减排要求越来越高，凸轮轴正在向轻量化、低成本、高性能方向发展[1]。新型的组合式中空凸轮轴因具有质量轻、能耗低、中空结构可做润滑油路(避免缸盖上的润滑油路加工)、节材等优点，成为目前和未来的研究热点和发展方向[2−5]。目前，组合式中空凸轮轴的制备工艺主要有热套、焊接、内高压胀形、机械滚花装配和粉末冶金组合烧结等方法。……