981链轮的粉末冶金加工工艺分析(附件)【字数：5928】
20世纪40年代以来，粉末冶金技术已经能够生产出含油轴承，达到了零切削的水平。粉末冶金与机加工的结合，使粉末冶金的应用更加广泛。本文主要介绍了981链轮的粉末冶金加工工艺。选取公司自主研发的FA289i铁粉进行981链轮粉末冶金加工。981链轮的具体生产工艺为首先通过压制机将粉末初步压制成所需形状；然后采用连续烧结方式对压制坯块进行烧结；随后对烧结产品进行整型，提升产品外观和尺寸性能；紧接着进行车加工和滚齿处理，提升产品的尺寸精度、表面粗糙度和齿部强度；接着进行高频淬火和低温回火处理，提高工件硬度和耐磨性；最后，浸油，包装入库。
目录
引言 1
一、981链轮粉末冶金加工的粉末选取 1
二、981链轮的粉末冶金加工工艺分析 2
（一）981链轮的压制工艺 2
（二）981链轮的烧结工艺 3
（三）981链轮的整型工艺 3
（四）981链轮的机加工工艺 4
（五）981链轮的滚齿工艺 5
（六）981链轮的高频淬火工艺 6
（七）981链轮的浸油处理 7
三、981链轮的机加工过程分析 7
总结 9
参考文献 10
致谢 11
引言
“大众EA888发动机”是大众汽车设计的一款新型发动机，主要用于大众集团中的高端车型，包括1.8L和2.0L排量两种。该发动机集成了涡轮增压、缸内直喷、可变气门正时等先进技术，低速大扭矩、经济性和可靠性高，应用十分广泛。公司981产品即是该发动机所用的链轮，带有齿链齿的车轮，用以与机体啮合。本文主要介绍981链轮的粉末冶金加工工艺。
粉末冶金属于粉末烧结技术，是指采用金属粉末或者金属与非金属粉末混合物作为原料，通过成型、烧结等流程，制造复合材料、金属材料等各种产品。粉末冶金基本工艺流程有：制粉==>压制==>烧结==>整型==>其他处理（如切削加工、双面磨加工、滚齿加工等机械加工，热处理，表面处理）==>产品检验和包装，如图01所示。粉末冶金技术在现代材料 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
和相关制造业的发展中起着十分重要的作用，在汽车行业，粉末冶金可以用于加工发动机、传送设备、变速箱、车身及底盘等零部件。
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图01 粉末冶金工艺流程
一、981链轮粉末冶金加工的粉末选取
在汽车零部件的粉末冶金加工过程中，粉末原料的选择会影响产品的尺寸稳定性、外观和内部结构。粉体的选择需要考虑产品的性能要求、设备的可行性和生产成本等因素。粉末冶金中使用的铁粉种类繁多，如雾化铁粉、海绵铁粉、扩散接合铁粉等。我们公司使用最多的铁粉是海绵铁粉和雾化铁粉。海绵铁粉提取于铁矿石中，成本较高；雾化铁粉回收于废弃铁制品，成本较低。相较于海绵铁粉，雾化铁粉具有良好的压缩性能，其压制后的密度可以达到7.4 g/cm3，因此广泛应用于高密度结构件的生产和加工。此外，雾化铁粉的软磁性能也较好，故可用于生产具有较高软磁性能的产品。海绵铁粉则具有较高的生坯强度，适用于直接压制和烧结制品。公司自主研发的FA289i铁粉，其中掺入了1.3wt%的铜粉，适用于制造高耐磨产品。本文中981链轮的粉末冶金加工即选用了该铁粉。
二、981链轮的粉末冶金加工工艺分析
981链轮零件如图21所示，相较于正常粉末冶金的工艺流程，981产品的粉末冶金加工在“其他处理”这一步，除了切削加工和热处理外，还多出了一个特殊的步骤——滚齿，也就是说，981链轮具体的加工步骤为：压制==>烧结==>整型==>机加工==>滚齿==>高频淬火==>浸油处理==>终检包装，具体分析如下文。
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图21 981链轮图纸
（一）981链轮的压制工艺
压制成型是将粉末压制成具有一定形状、尺寸、孔隙率和强度的坯体的过程。981链轮的压制是将上一步所选取的粉末放入981链轮模具的中模中，通过上模和下模的压力使得产品成型，卸压后，将压坯从阴模内顶出。在压制的过程中，压力的大小、粉末的粘结性和粉末的多少，即压强、粉末密度，对产品的性能影响很大。
图22为加工981链轮所采用的压制机，其顶部和底部是压模的上冲头和模腔；左边是机械手，该机械手的松紧度可以调节；右侧为“上T”，也被称为料靴，铁粉通过橡胶管进入料靴，然后填充进模腔，料靴的两个金属管是真空吸尘器。该压制机的工作原理如下：机械手取出毛坯后，料靴向左移动，同时打开真空吸尘器将残余粉末从空腔中抽出，移动至最左位置时真空吸尘器关闭，料靴将铁粉填充至模腔；填充后，模腔向右移动，上模向下移动，下模向上移动，保持一定压力，几秒钟后，上下模复位，压制好的毛坯被顶出，机械手将毛坯送入转盘；转盘连续转动，钢坯进入转盘后，传送至电子秤称重。对于重量不合格的毛坯，通过废料箱时转盘夹钳自动松开，重量合格的毛坯则被送至输送带，由机械手夹取放置于相应的托盘。
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图22 981链轮压制机
（二）981链轮的烧结工艺
烧结是一种高温处理方式，它可以改变粉末冶金产品的硬度和内部结构，是粉末冶金工艺中重要的工序之一。在烧结过程中，坯料的粉末颗粒发生了物理化学反应，原子连接方式由原来的机械连接转变为金属连接，大大提高了坯料的强度、密度和硬度。本文中981链轮的烧结设备如图23所示。从经济效益和产品质量出发，981链轮采用连续烧结方式进行烧结，烧结温度为550850℃，烧结时通入天然气（CH4）、氮气（N2）、氢气（H2）和丙烷（C3H8）等保护性气体，防止工件在烧结过程中烧裂、变形。
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图23 981链轮烧结设备
（三）981链轮的整型工艺
整型是第二次压制，通常在烧结后直接进行，根据压制压力不同，它也被叫做再压制或者再致密化。粉末冶金烧结后的坯料，其边缘一般会出现毛刺，尺寸也会稍有变化，整型工艺即是用来解决这两个问题。整型工序的目的有：（1）获得外部和内部尺寸更小的公差；（2）形状校正；（3）获得改进的、更光滑的表面（低粗糙度）。
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引言 1
一、981链轮粉末冶金加工的粉末选取 1
二、981链轮的粉末冶金加工工艺分析 2
（一）981链轮的压制工艺 2
（二）981链轮的烧结工艺 3
（三）981链轮的整型工艺 3
（四）981链轮的机加工工艺 4
（五）981链轮的滚齿工艺 5
（六）981链轮的高频淬火工艺 6
（七）981链轮的浸油处理 7
三、981链轮的机加工过程分析 7
总结 9
参考文献 10
致谢 11
引言
“大众EA888发动机”是大众汽车设计的一款新型发动机，主要用于大众集团中的高端车型，包括1.8L和2.0L排量两种。该发动机集成了涡轮增压、缸内直喷、可变气门正时等先进技术，低速大扭矩、经济性和可靠性高，应用十分广泛。公司981产品即是该发动机所用的链轮，带有齿链齿的车轮，用以与机体啮合。本文主要介绍981链轮的粉末冶金加工工艺。
粉末冶金属于粉末烧结技术，是指采用金属粉末或者金属与非金属粉末混合物作为原料，通过成型、烧结等流程，制造复合材料、金属材料等各种产品。粉末冶金基本工艺流程有：制粉==>压制==>烧结==>整型==>其他处理（如切削加工、双面磨加工、滚齿加工等机械加工，热处理，表面处理）==>产品检验和包装，如图01所示。粉末冶金技术在现代材料 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
和相关制造业的发展中起着十分重要的作用，在汽车行业，粉末冶金可以用于加工发动机、传送设备、变速箱、车身及底盘等零部件。
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图01 粉末冶金工艺流程
一、981链轮粉末冶金加工的粉末选取
在汽车零部件的粉末冶金加工过程中，粉末原料的选择会影响产品的尺寸稳定性、外观和内部结构。粉体的选择需要考虑产品的性能要求、设备的可行性和生产成本等因素。粉末冶金中使用的铁粉种类繁多，如雾化铁粉、海绵铁粉、扩散接合铁粉等。我们公司使用最多的铁粉是海绵铁粉和雾化铁粉。海绵铁粉提取于铁矿石中，成本较高；雾化铁粉回收于废弃铁制品，成本较低。相较于海绵铁粉，雾化铁粉具有良好的压缩性能，其压制后的密度可以达到7.4 g/cm3，因此广泛应用于高密度结构件的生产和加工。此外，雾化铁粉的软磁性能也较好，故可用于生产具有较高软磁性能的产品。海绵铁粉则具有较高的生坯强度，适用于直接压制和烧结制品。公司自主研发的FA289i铁粉，其中掺入了1.3wt%的铜粉，适用于制造高耐磨产品。本文中981链轮的粉末冶金加工即选用了该铁粉。
二、981链轮的粉末冶金加工工艺分析
981链轮零件如图21所示，相较于正常粉末冶金的工艺流程，981产品的粉末冶金加工在“其他处理”这一步，除了切削加工和热处理外，还多出了一个特殊的步骤——滚齿，也就是说，981链轮具体的加工步骤为：压制==>烧结==>整型==>机加工==>滚齿==>高频淬火==>浸油处理==>终检包装，具体分析如下文。
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图21 981链轮图纸
（一）981链轮的压制工艺
压制成型是将粉末压制成具有一定形状、尺寸、孔隙率和强度的坯体的过程。981链轮的压制是将上一步所选取的粉末放入981链轮模具的中模中，通过上模和下模的压力使得产品成型，卸压后，将压坯从阴模内顶出。在压制的过程中，压力的大小、粉末的粘结性和粉末的多少，即压强、粉末密度，对产品的性能影响很大。
图22为加工981链轮所采用的压制机，其顶部和底部是压模的上冲头和模腔；左边是机械手，该机械手的松紧度可以调节；右侧为“上T”，也被称为料靴，铁粉通过橡胶管进入料靴，然后填充进模腔，料靴的两个金属管是真空吸尘器。该压制机的工作原理如下：机械手取出毛坯后，料靴向左移动，同时打开真空吸尘器将残余粉末从空腔中抽出，移动至最左位置时真空吸尘器关闭，料靴将铁粉填充至模腔；填充后，模腔向右移动，上模向下移动，下模向上移动，保持一定压力，几秒钟后，上下模复位，压制好的毛坯被顶出，机械手将毛坯送入转盘；转盘连续转动，钢坯进入转盘后，传送至电子秤称重。对于重量不合格的毛坯，通过废料箱时转盘夹钳自动松开，重量合格的毛坯则被送至输送带，由机械手夹取放置于相应的托盘。
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图22 981链轮压制机
（二）981链轮的烧结工艺
烧结是一种高温处理方式，它可以改变粉末冶金产品的硬度和内部结构，是粉末冶金工艺中重要的工序之一。在烧结过程中，坯料的粉末颗粒发生了物理化学反应，原子连接方式由原来的机械连接转变为金属连接，大大提高了坯料的强度、密度和硬度。本文中981链轮的烧结设备如图23所示。从经济效益和产品质量出发，981链轮采用连续烧结方式进行烧结，烧结温度为550850℃，烧结时通入天然气（CH4）、氮气（N2）、氢气（H2）和丙烷（C3H8）等保护性气体，防止工件在烧结过程中烧裂、变形。
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图23 981链轮烧结设备
（三）981链轮的整型工艺
整型是第二次压制，通常在烧结后直接进行，根据压制压力不同，它也被叫做再压制或者再致密化。粉末冶金烧结后的坯料，其边缘一般会出现毛刺，尺寸也会稍有变化，整型工艺即是用来解决这两个问题。整型工序的目的有：（1）获得外部和内部尺寸更小的公差；（2）形状校正；（3）获得改进的、更光滑的表面（低粗糙度）。
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