浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用
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粉末冶金原理粉末冶金是一种特殊的金属加工方法,它利用金属和非金属粉末的物理特性和化学特性,通过粉末成型、烧结和后处理等工艺制备出各类金属材料和相关制品。
在这种加工方法中,粉末被视为材料的原子和晶粒的集合体。
本文将介绍粉末冶金的基本原理以及其在工业上的应用。
粉末冶金的基本原理1.原料选择:粉末冶金的首要任务是选择适当的原料。
原料可以是金属、合金或陶瓷等材料的粉末。
原料的选择应该考虑材料的化学成分、晶体结构、粒子形状和尺寸分布等因素。
2.粉末的制备:粉末的制备是粉末冶金的关键步骤之一。
常见的粉末制备方法包括研磨、机械合金化、溶液沉淀和气相反应等。
不同的制备方法可以获得不同尺寸和形状的粉末。
3.粉末的成型:成型是将粉末转变为所需形状的工艺。
常用的成型方法包括压制、挤出、注射成型和3D打印等。
通过成型,粉末可以被固化成具有一定强度和形状的零件。
4.烧结:烧结是粉末冶金过程中的关键步骤之一。
经过成型的粉末件放入高温环境中,粉末颗粒与颗粒之间发生扩散和结合,形成致密的材料。
烧结温度和时间会影响材料的致密性和力学性能。
5.后处理:烧结后的材料可能需要进行后处理。
常用的后处理方法包括热处理、表面处理和加工等。
通过后处理,可以改善材料的性能和功能。
粉末冶金的应用领域粉末冶金广泛应用于各个领域,包括汽车、航空航天、电子、能源、医疗和军工等。
1.汽车行业:粉末冶金技术在汽车行业中得到广泛应用。
例如,通过粉末冶金可以制备高强度和轻质的发动机零件和齿轮等关键部件,提高汽车的燃油效率和排放性能。
2.航空航天:航空航天行业对材料的要求非常高。
粉末冶金可以制备出具有优异的高温强度和耐腐蚀性能的钛合金和镍基合金等材料,用于制造航空发动机和航天器件。
3.电子:在电子行业中,粉末冶金可以制备具有高导电性和磁导率的材料,例如铜粉末用于制造电子线路板和电磁元件。
4.能源:粉末冶金在能源领域的应用主要集中在制备高温抗氧化和热电材料。
例如,通过粉末冶金可以制备铁素体不锈钢和铬基合金等材料,用于制造高温炉和热交换器等设备。
不锈钢粉末冶金304牌号不锈钢粉末冶金是一种先进的制造工艺,其应用范围广泛。
其中,304牌号不锈钢粉末冶金材料在工业领域中得到了广泛的应用。
本文将对不锈钢粉末冶金304牌号进行详细介绍。
不锈钢粉末冶金是一种将金属粉末直接制成所需产品的制造工艺。
它通过将金属粉末与其他添加剂混合,按照一定的工艺条件下进行冷压成型,然后高温烧结,最终形成所需产品。
相比传统的加工方式,不锈钢粉末冶金具有很多优势。
首先,它可以大大减少材料损耗,提高材料的利用率。
其次,由于冶金过程中不需要过多的加热处理,可以减少能源的消耗。
此外,粉末冶金还可以制造出更复杂的形状和更高密度的材料。
304牌号不锈钢材料是一种具有优良耐腐蚀性能的不锈钢。
它主要由铬、镍和少量的钼组成。
其中,铬的添加可以提高不锈钢的耐腐蚀性,镍的添加可以增加材料的韧性和耐高温性能,钼的添加则可以提高材料的耐腐蚀性和耐腐蚀性能。
因此,304牌号不锈钢粉末冶金材料具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和韧性等优点。
在工业领域中,304不锈钢粉末冶金材料有广泛的应用。
首先,在化工、食品加工等领域中,由于其优异的耐腐蚀性能,304不锈钢粉末冶金材料可以用于制造储罐、管道、反应器等设备。
其次,在汽车制造业中,由于其优良的高温性能和韧性,304不锈钢粉末冶金材料可以用于制造发动机部件、排气管等部件。
此外,在建筑领域中,304不锈钢粉末冶金材料也可以用于制造门窗、护栏等产品。
不锈钢粉末冶金304牌号材料在实际应用中,可以通过调整金属粉末的成分和工艺条件来满足不同工程要求。
例如,可以通过增加钼的含量来提高材料的耐腐蚀性能,通过调整烧结温度和时间来改善材料的密度和机械性能。
此外,还可以采用热处理等方式来调整材料的性能。
尽管不锈钢粉末冶金304牌号材料在工业中有广泛的应用,但仍存在一些挑战。
首先,粉末冶金成本相对较高,主要是由于原料粉末的成本较高以及制造工艺过程中需要的设备投资较大。
其次,由于粉末冶金材料烧结过程中需要高温处理,可能导致材料的氧化和变形。
铜基粉末冶金材料引言铜基粉末冶金材料是一类重要的工程材料,具有优异的性能和广阔的应用前景。
本文将深入探讨铜基粉末冶金材料的制备方法、性能特点以及应用领域。
制备方法铜基粉末冶金材料的制备方法多种多样,常用的有以下几种:混合粉末冶金法混合粉末冶金法是将铜粉与其他合金元素的粉末按照一定比例混合,在高温、高压的条件下通过压制、烧结等工艺制备而成。
该方法工艺简单、成本低廉,适用于制备各类铜基粉末冶金材料。
溶液凝胶法溶液凝胶法是利用溶液中的金属阳离子与金属配体的化学反应,使金属形成胶体,并通过热处理过程,使胶体转化为金属粉末。
该方法制备的铜基粉末冶金材料具有较高的纯度和均匀的微观结构。
机械合金化法机械合金化法是通过高能球磨等机械力作用,将铜粉与其他合金元素的粉末混合、分散以及局部熔融,最终得到均匀分散的合金粉末。
该方法制备的铜基粉末冶金材料具有细小晶粒和高强度的特点。
性能特点铜基粉末冶金材料具有以下性能特点:1.良好的导热性能:铜具有优异的导热性能,使得铜基粉末冶金材料在导热领域有广泛的应用。
2.优秀的机械性能:铜基粉末冶金材料具有较高的硬度和强度,能够承受高温和高压的工作环境。
3.耐腐蚀性能:铜基粉末冶金材料具有很好的耐腐蚀性,适用于一些特殊领域的应用,如化工装备等。
4.自润滑性能:铜基粉末冶金材料中通常添加有一定量的固体润滑剂,可以在摩擦磨损中形成有效的润滑膜,提高零件的耐磨性能。
应用领域铜基粉末冶金材料在各个领域都有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:电子领域铜基粉末冶金材料可以用于制备高导热性、高强度的电子散热器、导电接触材料等。
在电子产品中的热管理和电流传导方面发挥着重要作用。
汽车领域铜基粉末冶金材料可以用于制备高强度、高耐腐蚀性的汽车零部件,如发动机活塞、离合器片等。
能够提高汽车的性能和使用寿命。
化工领域铜基粉末冶金材料具有良好的耐腐蚀性和高温性能,适用于制备化工设备的密封件、阀门零件等。
机械制造领域铜基粉末冶金材料可以制备高强度、高硬度的机械零部件,如齿轮、轴承等。
试论粉末冶金技术在新能源材料中的应用摘要:进入21世纪以来,随着我们国家经济社会的飞速发展以及科学技术的不断进步,许多行业都开启了极为迅猛和新颖的发展模式。
在此背景下,发展新能源已成为大势所趋,我们应当积极顺应时代发展的需要。
而利用粉末冶金技术生产新能源可以提高效率,从而有效地促进化学工业的可持续发展。
粉末冶金技术既吸收了传统冶金技术的优点,又融合了现代科学技术,以适应现代工业发展的需要,从而在一定程度上为新能源的发展奠定了坚实的基础。
结合多年的工作经验,对粉末冶金技术在新能源材料中的应用进行了深入的分析,希望能为相关专业人员提供参考和借鉴。
关键词:粉末冶金;新能源;可持续发展1粉末冶金技术的特点粉末冶金技术是以粉末状态熔炼矿石。
在过去的传统模式中,一般的方法是精炼整个矿石,而后在进行冶炼的工作。
相对而言,现背景下的新技术提高了资源利用率,但大量矿石的精炼仍然会受到技术和矿石粒度的影响。
虽然我们国家的精炼技术正在逐步完善,但仍然只能提取70%至80%的活性组分中的矿石,其余将是大量废料,所以导致这些矿物肥料会露天沉积。
这样在浪费矿产资源的同时,矿石所造成的自然环境破坏也是十分巨大的。
因此,我们必须大力提高冶金技术水平,从而提高冶金技术水平,最大限度地发挥各种冶金材料的作用,从而在一定程度上提高使用效率,并且生产出更多的高性能陶瓷材料,大幅度地降低了生产成本。
不仅如此,目前的冶金技术也可以制造出具有特殊功能和特殊结构的产品。
此外,利用现有的粉末冶金技术还可以回收废矿石和废金属材料,有效节约自然资源的同时,提高了自然资源的利用效率,并且提高了企业经济效益,最大限度地实现可持续发展。
图1粉末冶金工艺流程2粉末冶金技术在新能源材料中的应用意义在我们国家的社会经济发展中,对于新能源的开发尤为重要,受到人们的高度尊重和应用。
相关技术在新能源领域的应用也尤为重要。
由于改善了传统能源开发利用中的缺陷和不足,粉末冶金技术有了发展的势头。
2024年粉末冶金零件市场规模分析1. 引言粉末冶金是一种常用于制造复杂形状零件的工艺。
随着制造技术的进步和工业化的发展,粉末冶金零件在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对粉末冶金零件市场规模进行分析,并探讨其发展趋势。
2. 粉末冶金零件市场概况粉末冶金零件市场在过去几年中呈现出稳定增长的态势。
2019年,全球粉末冶金零件市场规模达到了xx亿美元,预计到2025年将达到xx亿美元。
市场增长的主要驱动因素包括汽车、航空航天、能源和医疗设备等行业对高性能零件的需求增加。
3. 不同应用领域的市场需求3.1 汽车行业粉末冶金零件在汽车行业中的应用越来越广泛。
由于具有较高的强度和轻量化的特点,粉末冶金零件在汽车零部件中的使用越来越多。
预计未来几年,汽车行业对粉末冶金零件的需求将继续增长。
3.2 航空航天行业航空航天行业对高性能零件的需求非常高,而粉末冶金零件正是解决这一问题的有效方法之一。
粉末冶金零件具有高温、高强度和耐腐蚀等特点,被广泛应用于航空发动机和航天器等领域。
因此,随着航空航天行业的发展,粉末冶金零件市场也将得到进一步推动。
3.3 能源行业能源行业对高效节能的零件需求也在不断增加。
粉末冶金零件由于其在燃烧设备和工业炉等设备中具有很好的耐热、耐磨和抗腐蚀性能,因此在能源行业中得到广泛应用。
随着可再生能源领域的发展,粉末冶金零件市场将继续增长。
3.4 医疗设备行业粉末冶金零件在医疗设备行业中的应用也在不断扩大。
由于粉末冶金零件可以制造复杂形状和高精度的零件,并具有良好的生物相容性,因此在人工关节、牙科和植入式医疗器械等领域得到了广泛应用。
随着医疗技术的进步和老龄化人口的增加,粉末冶金零件市场有望继续增长。
4. 市场竞争格局目前,粉末冶金零件市场存在较多的竞争对手。
主要的公司包括ABC公司、XYZ 公司和123公司等。
这些公司在技术研发、生产能力和销售渠道等方面具有一定的优势。
为了在市场中保持竞争优势,各家公司不断加大对研发和创新的投入,并通过提高产品质量和服务水平来满足客户的需求。
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用【摘要】粉末冶金材料有着传统熔铸工艺不能获取的独特化学成分及物理性能,且具有一次成型等特点,因此被广泛应用。
本文主要从粉末冶金材料的主要分类入手,重点对其应用进行了阐述,希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。
【关键词】:粉末冶金;材料;分类;应用0.引言所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料,通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称,而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。
因其生产流程与陶瓷制品比较类似,所以又被称为金属陶瓷法。
就目前而言,粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法,也是一种优质的少切屑或者无切屑方法,且其具有材料利用率高、生产效率高,节省占地面积及机床等优点。
然而粉末冶金法也并非万能之法,其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本,且制品的形状和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分类1.1传统的粉末冶金材料第一,铁基粉末冶金材料。
作为最传统也是最基本的粉末冶金材料,其在汽车制造行业的应用最为普遍,并随着经济的迅猛发展,汽车工业的不断扩大,铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔,因此其需求量也越来越大。
与此同时,铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。
第二,铜基粉末冶金材料。
众所周知,经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好,且其表面光滑没有磁性干扰。
用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有:烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等,此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。
在现代,铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中,同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。
第三,难熔金属材料。
因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高,因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料,主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。
第四,硬质合金材料。
粉末冶金法的优缺点及应用粉末冶金法是一种利用金属和非金属粉末作为原材料,通过压制和烧结等工艺制备材料的方法。
粉末冶金法具有以下优点和应用:优点:1. 原材料利用率高:粉末冶金法避免了传统冶金工艺中的材料浪费问题,可以有效利用材料,提高资源利用率。
2. 工艺灵活性强:该方法可以制备各种形状和尺寸的零件,包括复杂的几何形状。
通过调整原料粉末的颗粒大小和成分,可以满足不同应用的需求。
3. 材料性能优异:通过粉末冶金法制备的材料具有很高的纯度和均匀性,密度高,结构致密,因此具有较高的机械性能、导电性能和热导性能。
4. 焊接和热处理性能好:相比于其他制备方法,由粉末冶金法制备的材料具有良好的焊接性能和热处理性能,更易于进行后续加工和处理。
缺点:1. 设备和能耗成本高:粉末冶金法的制备设备复杂,投资费用较高。
同时,加工过程中需要消耗大量的电能和热能,能耗较高。
2. 制备周期长:粉末冶金法需要进行多道工序,包括粉末制备、混合、压制、烧结等,所需时间较长,周期较长。
3. 部分材料难以获得:某些特殊材料的粉末较难获得,限制了粉末冶金法的应用范围。
应用:1. 金属制品:粉末冶金法广泛应用于金属制品的制备,包括汽车零部件、工具、航空航天零部件等。
通过粉末冶金法可以制备出具有高精度、高强度和轻质化特点的金属制品。
2. 合金制备:粉末冶金法可以制备出各种金属合金,包括钼合金、不锈钢合金等。
通过调整原料粉末的成分,可以获得不同特性的合金材料。
3. 电子器件:粉末冶金法可以制备出电子器件中使用的导电材料,如触点材料、电阻材料等。
这些材料具有优异的导电性能、耐磨性能和热稳定性能。
4. 硬质合金:粉末冶金法广泛应用于硬质合金的制备。
硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度等优点,在切削工具、钻头、磨料等领域有广泛应用。
5. 陶瓷制品:粉末冶金法可用于制备陶瓷制品,如陶瓷刀具、陶瓷材料等。
这些陶瓷制品具有优异的耐磨性、绝缘性和耐高温性能。
粉末冶金技术在机械制造中的应用研究粉末冶金技术作为一种先进的材料制备和加工方法,在机械制造行业得到了广泛的应用。
它通过将金属和非金属粉末制备成能够满足特定要求的材料,然后通过加压、烧结、热处理等工艺步骤,制备出具有良好性能的零件和组件。
首先,粉末冶金技术在机械制造中的应用范围非常广泛。
无论是汽车制造、航空航天、动力工程还是家电制造,粉末冶金技术都有其独特的应用之处。
例如,在汽车制造中,粉末冶金技术可以制备出高强度、耐磨的刹车盘;在航空航天领域,可以制备出轻质、高温耐受的发动机叶片;在家电制造中,可以制备出耐高温、高导热性的电脑散热器。
因此,粉末冶金技术的应用范围十分广泛。
其次,粉末冶金技术在机械制造中的应用还有很多优势。
首先是材料成本的降低。
使用粉末冶金技术可以将原有的材料浪费降到最低,因为粉末冶金技术可以有效利用原材料,并且可以将废弃物再利用,减少对环境的污染。
其次,粉末冶金技术可以制备出具有均匀组织、高密度、高强度等优良性能的材料,具有很高的材料利用率。
再次,粉末冶金技术制备的材料可以具备复杂的形状和内部结构,可以满足不同领域对材料性能和形状的要求。
最后,粉末冶金技术还可以实现多种不同材料的组合,从而提高材料的性能。
然而,粉末冶金技术在机械制造中的应用仍然面临一些挑战。
首先是制备工艺的复杂性。
粉末冶金技术需要经过多个工艺步骤,包括粉末制备、成型、烧结等,每个步骤都需要严格控制。
这要求制造商具备高水平的工艺技术,否则可能会导致材料性能不达标。
另外,由于粉末冶金技术需要高压、高温条件下进行,对设备的要求较高,成本也相应增加。
因此,如何提高工艺的稳定性和设备的可靠性也是一个需要解决的问题。
针对这些挑战,研究人员一直在不断探索改进粉末冶金技术。
例如,他们正在研究新的粉末制备方法,以提高粉末的均匀性和纯度。
同时,他们还在研究新的成型工艺,以实现更高的制品密度和更复杂的形状。
此外,他们还在寻找新的烧结和热处理方法,以提高材料的性能和可控性。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料是一种经过特殊处理的金属粉末,它是一种新型材料,具有性能优越,容易加工等特点。
粉末冶金材料可以分为几大类:
铁基粉末冶金材料:包括钢铁、不锈钢、弹性体和马氏体等,通常应用于矿山机械设备、航空航天以及各种工业机械装备。
非铁基粉末冶金材料:包括镁合金、铝合金、铜合金、锡合金等,主要用于制造建筑材料、泵、电力设备,以及电子、造纸和印刷行业等。
混合粉末冶金材料:广泛应用于航空航天、船舶和机械工业中,如铬钼合金、铜钛合金、钛合金等。
高温合金:又称耐高温合金,具有抗热侵蚀性能好,可以承受大量热负荷,是火力发电厂和军工行业所经常使用的一种粉末冶金材料。
磁性粉末冶金材料:由磁性金属粉末制成,主要用于制造磁记录存储介质、磁性分离设备、电磁制动器等。
以上是粉末冶金材料的主要分类,它们的应用也是十分广泛的。
粉末冶金材料用于制造航空航天、机械制造和电子行业的部件,也可以用于汽车制造,电力、核能及石油化工行业,以及汽车、摩托车、电脑、DVD/CD光盘等消费品的整体或零部件制造。
粉末冶金材料还能够制作出具有精密尺寸的各种零件,以及容易分解的模块性产品,在微电子、精密装备和数控机床上也有很多应用。
此外,粉末冶金材料的应用还可以延伸到生物医学材料的研究中,以及复合材料的制备上,它具有更好的表面性能、耐腐蚀性能和系统性能,为工业制造提供了新的发展方向。
粉末冶金的重要意义粉末冶金作为一种现代金属材料制备技术,具有广泛的应用前景和重要的意义。
它不仅可以制备各种金属和非金属材料,还可以生产高性能的复合材料和功能材料。
以下是粉末冶金的重要意义。
一、材料制备范围广泛粉末冶金技术可以制备几乎所有金属和非金属材料,包括铁、铜、铝、钛等常见金属,以及陶瓷、复合材料等。
与传统的铸造、锻造等加工方法相比,粉末冶金技术可以制备复杂形状的零件,且能够更好地控制材料的成分和性能。
这使得粉末冶金技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
二、材料性能优越粉末冶金技术所制备的材料具有许多优越的性能。
首先,粉末冶金材料的密度相对较高,通常可以达到理论密度的90%以上,因此具有较高的强度和硬度。
其次,粉末冶金技术可以制备出细小晶粒的材料,晶界多,具有较好的塑性和韧性,能够提高材料的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
此外,粉末冶金材料还具有良好的热导性和电导性,适用于制作各种导热导电元件。
三、节约资源和能源粉末冶金技术在材料制备过程中不需要大量的原材料,可以充分利用材料,减少浪费。
与传统的切削加工方法相比,粉末冶金技术可以节约大量的能源,减少环境污染。
此外,粉末冶金技术还可以利用废旧材料和回收材料制备新材料,有效地循环利用资源,推动可持续发展。
四、实现产品个性化和批量生产粉末冶金技术可以制备出形状复杂、结构独特的材料和零件。
通过调整粉末的成分和粒度,可以实现对材料性能的精确控制。
这使得粉末冶金技术在实现产品个性化和批量生产方面具有独特优势。
例如,在医疗器械领域,粉末冶金技术可以根据患者的具体需求,定制适合其身体的假体和植入材料。
五、推动科技创新和产业发展粉末冶金技术是一项综合性的技术,涉及材料科学、冶金学、机械工程等多个学科领域。
通过不断研究和创新,可以开发出新的材料、新的工艺和新的设备,推动科技创新和产业发展。
粉末冶金技术在航空航天、新能源、先进制造等领域的应用,为社会经济的发展和进步作出了重要贡献。
粉末冶金材料的应用与发展粉末冶金材料(powder metallurgy material)是指用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料(包括制品)。
粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能,如材料的孔隙度可控,材料组织均匀、无宏观偏析(合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象),可一次成型等。
通常,粉末冶金材料按用途可分为7类:①粉末冶金减摩材料,又称烧结减摩材料。
通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。
材料表面间的摩擦系数小,在有限润滑油条件下,使用寿命长、可靠性高;在干摩擦条件下,依靠自身或表层含有的润滑剂,即具有自润滑效果。
广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。
②粉末冶金多孔材料。
又称多孔烧结材料。
由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。
材料内部孔道纵横交错、互相贯通,一般有30%~60%的体积孔隙度,孔径1~100微米。
透过性能和导热、导电性能好,耐高温、低温,抗热震,抗介质腐蚀。
用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。
③粉末冶金结构材料。
又称烧结结构材料。
能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷,并能在摩擦磨损条件下工作。
由于材料内部有残余孔隙存在,其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低,从而使其应用范围受限。
④粉末冶金摩擦材料。
又称烧结摩擦材料。
由基体金属(铜、铁或其他合金)、润滑组元(铅、石墨、二硫化钼等)、摩擦组元(二氧化硅、石棉等)3部分组成。
其摩擦系数高,能很快吸收动能,制动、传动速度快、磨损小;强度高,耐高温,导热性好;抗咬合性好,耐腐蚀,受油脂、潮湿影响小。
主要用于制造离合器和制动器。
⑤粉末冶金工模具材料。
包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。
后者组织均匀,晶粒细小,没有偏析,比熔铸高速钢韧性和耐磨性好,热处理变形小,使用寿命长。
可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
⑥粉末冶金电磁材料。
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浅谈粉末冶金材料在汽车上的应用
作者:赵生莲
来源:《北极光》2016年第12期
摘要:粉末冶金具有密度可调可使质量减轻,孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低,通过
组成调节可实现耐热和耐磨,模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性,特殊工艺的采用可使
复杂零件的生产成为可能的优点,在汽车制造业广泛应用粉末冶金零件。
关键词:粉末冶金;汽车
1引言
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,
經过成形和烧结,制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金作为一种
独特的零件制造技术,因其具有无切削、成本低、效率高的优点,越来越受到重视。随着全球
工业化的蓬勃发展,粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航天、航空等领域。
汽车制造业中使用的粉末冶金零件非常多,粉末冶金零件在汽车制造业广泛被应用的原因
除了其节材、省能、低成本之外,还在于粉末冶金工艺和其生产的零部件具有以下优势:密度
可调可使质量减轻,孔隙的阻尼作用可使振动和噪音降低,通过组成调节可实现耐热和耐磨,
模具化的量产可保证性能和尺寸的一致性,特殊工艺的采用可使复杂零件的生产成为可能。
2粉末冶金汽车零件的特点及其在汽车上的应用
2.1品种多,产量大
近年平均每辆轿车使用的粉末冶金件质量大幅上升,按用途构成为:发动机41.1%、传动
部31.2%、底盘16.7%、电器4.2%、燃料3.1%、车身2.2%、其他1.4%。
粉末冶金结构件在汽车中的应用,常见的有带轮、链轮、齿毂、凸轮、连杆、阀座等。
2.2精度高、性能好
最高精度可达0.01mm,且表面光滑,与传统研磨工艺精度相仿。
用粉末冶金材料做同步器锥环,目前国内外已经有成品面世。同步器,是使在换挡中相互
接合的齿轮实现同步的装置。在换挡过程中,应当使准备啮合的那一对齿轮的接合齿圈的圆周
速度达到相等(即同步),才能平顺地挂上挡。否则,两齿轮齿圈间会发出冲击和噪音,影响
齿轮的寿命。为了便于换挡,汽车变速器在常用的各挡间都装有同步器,使相啮合的一对齿轮
先同步,而后啮合。而同步器锥环作为同步器的核心部件,是需要有高的精度和耐磨性。
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许多新型发动机用粉末冶金材料来做曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮。四冲程的发动机活
塞运动时气门的动作必须得受控,也就说气门的动作的时刻和状态必须是和活塞运动的状态和
时刻是一致的,而曲轴与凸轮轴并不是在一个轴线上,他们之间必须得有传动系统来连接,
(当然,有一部分是下置凸轮轴的,这种形式的发动机目前比较少,但是同样也要正时齿轮
的。)这个传动系统是由两个齿轮和一条链条或者是皮带来完成的,那么这两个齿轮就叫做正
时齿轮,因此正时齿轮也是需要有高的尺寸精度和良好的使用性能。
美国通用公司、德国宝马公司等企业已经在其生产的发动机中采用粉末冶金连杆。曲柄连
杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它将活塞的往复运动转变为曲
轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩,以驱动汽车车轮转动。
在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并
从曲轴对外输出动力。因此,连杆应具有以下性能:一、为了防止连杆在工作中发生弯曲变
形,连杆应具有足够的刚度;二、连杆工作时,会受到交变载荷和冲击载荷作用,所以应具有
足够的疲劳强度和冲击韧性;三、连杆作为高速运动件,为了减少惯性力,降低能耗和噪声,
重量应该轻。而粉末冶金结构件密度小、性能好,能满足上述性能要求。
2.3节材、省能
粉末冶金零件的材料利用率、以铁基为例,其能耗分别为95%和28.5kJ/kg,而其它生产
的方式数据则落在50-90%,38-82kJ/kg之间。
2.4结构复杂
适于生产结构较为复杂、传统工艺无法生产的产品,并能大批量地生产。
3结束语
我国汽车工业的快速发展,为高新能铁基粉末冶金件的生产发展提供了良好的机遇;而作
为一种新材料技术的粉末冶金的发展,也会促进汽车工业的发展。
(作者单位:攀枝花学院)