粉末鍛造齒輪的傳遞扭矩和動力取決于齒的嚙合,這是廣泛使用的重要機械傳動部件。它的設(shè)計和制造水平直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。在傳遞過程中,牙齒,尤其是牙根,會受到彎矩的影響,而嚙合部分也將承受更大的摩擦。為了保證齒輪的正常運轉(zhuǎn),要求具有彎曲疲勞強度高,接觸疲勞強度高,齒面硬度高,耐磨性高,鐵心強度高,沖擊韌性高,加工性好的特點。性能高,原料價格低廉,貨源充足。
我國齒輪生產(chǎn)的主要方式仍然是傳統(tǒng)的切削加工,加工難度大,工藝復(fù)雜,生產(chǎn)效率低,原材料浪費嚴(yán)重,人工成本大大增加,對企業(yè)效益產(chǎn)生負(fù)面影響; 并且在切削過程中,齒形部分的纖維被切斷,導(dǎo)致齒輪強度低,影響其承載能力。但是,傳統(tǒng)的天津粉末鍛造齒輪密度不足,機械性能較差,適用范圍有限。因此,提高粉末冶金產(chǎn)品的相對密度是制造高性能齒輪和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
粉末鍛造(PF)是指將粉末燒結(jié)的預(yù)成型坯加熱,然后在密閉模具中鍛造成零件的過程。它是一種新的材料加工技術(shù),將傳統(tǒng)的粉末冶金和精密鍛造相結(jié)合,減少了切割,無需切割。粉末鍛造(粉末鍛造)兼具粉末冶金和精密鍛造的優(yōu)點,避免了粉末冶金產(chǎn)品相對密度低,機械性能低,傳統(tǒng)鍛造工藝中原料利用率低,鍛模拔模角大的缺點。鍛件的表面精度差等,為制造高密度,高強度,高韌性和高精度粉末冶金零件開辟了廣闊的前景,它已成為現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)重要的發(fā)展方向之一。粉末鍛造技術(shù)在生產(chǎn)形狀復(fù)雜的高性能P/M汽車零部件方面具有很大的優(yōu)勢,而且生產(chǎn)過程可靠,可以大大減少生產(chǎn)過程中的切割工序和加工量。原材料的利用率約為傳統(tǒng)鋼鍛造工藝的2倍。
近幾十年來,用于汽車的粉末鍛造零件的比例正在增加,特別是在M國,德國,日本和其他國家。典型產(chǎn)品包括粉末鍛造連桿,齒輪,軸承環(huán),活塞等。通過不同的方法制備了粉末冶金齒輪。其中,粉末冶金齒輪的密度高,彎曲疲勞性能佳,這與相同成分的鋼鍛造齒輪相當(dāng)。相對密度高達(dá)99%的石家莊粉末鍛造齒輪,其抗彎疲勞強度與鋼鍛造齒輪相同,并且其沖擊性能,點蝕疲勞壽命甚至比鋼鍛造齒輪還要好。
著1972年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,中國開始研究粉末鍛造材料,塑性理論,鍛造工藝和設(shè)備,鍛造產(chǎn)品等方面,取得了重要的研究成果。但是,由于原材料,技術(shù)和設(shè)備等原因,未能實現(xiàn)工業(yè)模具的生產(chǎn)。
近年來,粉末鍛造技術(shù)由于其顯著的優(yōu)勢,再次受到國內(nèi)學(xué)者的關(guān)注。對粉末壓制機理,壓制過程,致密化成形和粉末鍛造過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。