探索粉末冶金工艺：齿轮制造的另一种方法 - Formnext Asia Shenzhen

齿轮制造的方式层出不穷，其中滚齿、铣齿、插齿等工艺备受瞩目。然而，还有另一种制造方法——粉末冶金工艺，它通过金属粉末的压制成型来制造齿轮。粉末冶金齿轮在汽车发动机中广泛使用，其经济性在大量生产时尤为显著。接下来，我们将深入探讨粉末冶金齿轮的优缺点。

优点概述：

粉末冶金齿轮的制造流程相对简洁，减少了不必要的工序。
此种工艺的材料利用率极高，可达95%以上，有效降低了成本。
由于粉末冶金齿轮采用模具压制，因此其重复性极佳，一副模具可压制出数万至数十万件高质量的齿轮压坯。
粉末冶金法允许将多个零件一体化制造，提高了生产效率。
粉末冶金齿轮的材料密度可控，可以根据需求进行调整。
在压制过程中，为确保压坯能从压模中顺利脱出，压模工作面的粗糙度经过精心设计，确保了成形质量。

缺点：

粉末冶金工艺通常适用于大规模生产，批量至少需达到5000件以上，才能充分发挥其优势。
压机的压制能力对齿轮尺寸有所限制。压机通常拥有几吨到几百吨的压力，其适用直径范围基本限制在110毫米以内。
粉末冶金齿轮在结构上存在一定局限性。由于压制和模具的特性，该工艺不太适合制造蜗轮、人字形齿轮以及螺旋角大于35度的斜齿轮。对于斜齿轮，建议将斜齿设计控制在15度以内。
粉末冶金齿轮的厚度也受到一定限制。模腔深度和压机行程必须至少是齿轮厚度的2至5倍，同时还要考虑齿轮高度纵向密度的均匀性，因此齿轮的厚度选择至关重要。

接下来，我们将简要介绍粉末冶金的基本概念、工艺特点以及工艺流程。
粉末冶金，一种以金属或金属粉末（有时还包括非金属粉末）为原料，通过成形和烧结来制造金属材料、复合材料及其制品的技术。其制品种类广泛，包括铁石刀具、硬质合金、磁性材料等。粉末冶金制品业的特点在于其制品的致密度可控、晶粒细小、显微组织均匀，同时原材料利用率高达95%以上，切削加工量仅占40~50%。此外，该工艺还适用于制备难溶金属、陶瓷材料以及核材料等。

工艺流程方面，首先涉及到制粉环节，即通过氧化物还原法或机械法将原料制成粉末。随后，经过成形和烧结等步骤，最终制成所需的粉末冶金齿轮。

混料

混料是将各成分粉末按照特定比例进行混合，并经过均匀化处理，以制备出适合成形的坯粉。这个过程可以采用干式、半干式或湿式等方法，具体选择取决于不同的工艺需求。

成形

成形是将已均匀混合的混料，装入压模中，经过重压，制成具有特定形状、尺寸和密度的型坯。成型工艺主要可分为加压成型和无压成型两大类，其中模压成型在加压成型中应用最为广泛。

烧结

烧结是粉末冶金工艺中不可或缺的一环。在成型工序完成后，通过烧结，压坯能够获得所需的最终物理机械性能。烧结过程可分为单元系烧结和多元系烧结两大类。此外，还存在诸如松装烧结、熔浸法以及热压法等特殊的烧结技术。

后续加工

烧结完成后，根据产品的具体需求，会进行一系列的后处理工序。这些工序可能包括精整、浸油、机械加工、热处理以及电镀等。同时，随着技术的发展，一些新颖的工艺如轧制和锻造也逐渐被引入到粉末冶金材料的加工中，并取得了令人满意的成果。

粉末冶金技术已经为大家所熟知，但与之相关的机床刀具制造工艺却同样引人入胜。