獲得更高的燒結(jié)密度可能是提高粉末冶金零件性能的主要方法。然而，近期的實(shí)驗(yàn)工作表明，熱處理實(shí)踐和二次操作也可以對實(shí)際零件性能產(chǎn)生顯著影響。本節(jié)將回顧這些過程的新進(jìn)展，并展示這些進(jìn)展如何改善粉末冶金齒輪性能。

眾所周知，滲碳會在零件表面產(chǎn)生良好的壓應(yīng)力。這種現(xiàn)象也適用于粉末冶金部件。幾位研究人員發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能提高了15%至20%。此外，較低的碳芯產(chǎn)生具有更大沖擊韌性和芯延展性的材料。盡管滲碳對機(jī)械性能有積極影響，但粉末冶金比鍛鋼差的一個關(guān)鍵材料特性是滾動接觸疲勞抗力。在滾動接觸疲勞中，由齒輪接觸面積和相對滑動產(chǎn)生的高表面下應(yīng)力表明，需要在臨界應(yīng)力區(qū)達(dá)到全密度，以承受與高性能齒輪滾動接觸疲勞相關(guān)的赫茲接觸應(yīng)力。

為了提高粉末冶金零件的齒輪性能，可以使用表面致密化來致密化零件的高應(yīng)力區(qū)域，而不影響芯部特性。表面致密化的好處包括:

復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有無孔外殼和多孔內(nèi)核

降低了元件成本，因?yàn)楦呙芏葏^(qū)域僅位于零件的臨界應(yīng)力區(qū)域

改進(jìn)了齒輪的幾何形狀和公差，因?yàn)榉勰┮苯瘕X輪是靠精密滾壓模具滾壓的

增加了致密粉末冶金齒輪齒冠的能力

表面致密化是一種局部致密化壓制和燒結(jié)粉末冶金預(yù)制件表面的工藝。僅使表面致密化的概念是，齒輪中的較大赫茲應(yīng)力在齒輪的近表面區(qū)域產(chǎn)生，并隨著離表面距離的增加而減小。因此，具有表面致密化外殼(達(dá)到適當(dāng)深度)的齒輪將提供與鍛鋼齒輪同等的滾動接觸疲勞性能。絞盤大西洋公司的工藝開發(fā)表明，無孔致密層的深度范圍從較小0.35毫米到大于0.70毫米

顯示了通過表面滾壓至兩個不同深度而致密化的圓柱形試樣的孔隙率分布的金相分析。接近全密度是在地下距離達(dá)到0.75毫米(0.030英寸)時實(shí)現(xiàn)的。在致密層之外，孔隙率水平增加到燒結(jié)部件的水平。顯示的數(shù)據(jù)證明了軋制工藝在生產(chǎn)致密層方面的多功能性，以及根據(jù)應(yīng)用的要求致密到特定深度的能力。這種致密層改善了滾動接觸疲勞結(jié)果。除了改善滾動接觸疲勞的益處之外，表面致密化還具有改善齒輪幾何形狀的額外益處，以及在齒輪表面結(jié)合凸起的可能性。