变速箱轮毂的粉末冶金工艺分析
变速器轮毂由于其本身特性决定制作轮毂的材料具有很高的韧性和耐磨性，而且轮毂形状比较复杂，对于制作精度和工艺性要求都很高。粉末冶金工艺相较于传统的熔铸方法能够获得性能更加优异物理和机械性能，利用粉末冶金工艺制作变速箱轮毂，能够减少合金成分偏聚，消除铸造的不均匀性。本文主要是通过对比粉末冶金技术在变速箱轮毂制作方面的优势，总结梳理了粉末冶金技术制作变速箱轮毂的工艺流程生产合金粉末—压制成型—烧结—滚辊压—后处理,最后是对残次品的分类和处理。
目录
引言 1
一、 粉末冶金技术 2
（一）粉末冶金技术的概念 2
（二） 粉末冶金制作变速箱轮毂的优势 2
二、 粉末冶金制作变速箱轮毂流程图及零件 2
三、 材料的选择 5
四、 制造工艺过程 5
（一） 压制成型 5
（二） 烧结 7
（三） 滚辊压 9
（四） 热处理 10
五、 变速箱轮毂的质检和包装 12
（一）轮毂的质检 12
（二）轮毂的包装 14
六、 残次品处理 15
总结 16
参考文献 17
引言
21世纪以来，我国的汽车制造业有了长足的发展，越来越多国产汽车走入寻常百姓家。我国高端制造业起步较晚，对于汽车制造业核心零部件的生产能力较弱，变速器轮毂作为变速箱的核心部件之一，对于制造业的技术水平要求较高。而且随着汽车制造业的竞争逐渐激烈，对于变速箱轮毂的技术要求也越来越高，但是变速箱的轮毂在满足高性能的前提下，制造成本也会升高，这就需要新的制作技术，能够大规模批量生产低成本的变速箱轮毂。当前变速箱轮毂的制造工艺依然采用传统的方法，软齿面加工一般采用滚齿—剥齿—热处理，对于硬齿面加工采用滚齿—热处理—磨齿。这种粗放式的加工方式工作效率低下，材料浪费严重，需要更高齿轮精度和齿面性能的加工方式。而由于齿轮需要在高速旋转的条件下承担很高的负载，容易产生齿轮疲劳。而且由于齿轮的性状比较复杂，加工步骤长，加工效率极其低下。传统的粉末冶金技术对于复杂零部件的生产有着无比巨大的技术优势，不仅原料的浪费较少，而且通过合金粉末生产的轮毂，在对变速箱轮毂 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
进行表面致密化处理之后，齿轮在硬度和精度方面都有着很强的技术指标。利用粉末冶金工业来生产齿轮是未来变速箱齿轮生产的主要方向。
利用粉末冶金工艺制作变速箱轮毂的加工步骤为：生产合金粉末—压制成型—烧结—滚辊压—后处理。第一道工序生产合金粉末是最为核心的技术，由于变速箱轮毂对制作材料有着严苛的要求，一般强度的钢材难以满足，合金成为了制作变速箱轮毂的主要原材料。第二道工序决定了产品的合格率，在压制成型阶段，需要高度精确的模具，否则生产出来的齿轮在轮齿表面容易形成孔隙，抗磨损和抗疲劳性大大降低。烧结产品是在烧结区域烧大概二十分钟。滚辊压是通过专门的齿轮滚压机来对烧结完成的齿轮进行辊压处理。后处理是对表面致密化后的齿轮进行热处理，增强其表面耐磨性。本文正是基于这样背景下，提出利用粉末冶金技术制作汽车变速箱轮毂。
粉末冶金技术
（一）粉末冶金技术的概念
粉末冶金是指利用金属或者合金粉末作为制作零部件的原材料，通过压制成型后烧结的方式，获取所需性状和技术性能指标的金属制品的一种现代冶金技术。粉末冶金技术的优点在于能够利用合金粉末生产具有特殊性能的零部件，同时制造出来的零部件少切割甚至无切割，对于形状复杂的零部件，更是具有无法比拟的制造优势，缩短了生产工序，原材料的利用率很高，能耗也相应的减少了。缺点是对于制造技术要求较高，且对于产品的尺寸、规格、形状等受到压制模具的限制，而且烧结之后的零部件韧度和强度一般都无法与锻造的零部件相比。
粉末冶金制作变速箱轮毂的优势
一般来说，变速箱轮毂由于转速较高，且负载较大，不适合利用粉末冶金技术进行生产。但是，随着表面致密化技术的出现，对烧结成型的变速箱轮毂进行表面致密化处理，轮毂的韧性和硬度都达到了锻造工业的技术标准，粉末冶金技术成为制作变速箱轮毂的新技术。通过表11可以看出，粉末冶金工艺制造变速箱轮毂的原材料利用率达到了95%，而传统工艺制作变速箱轮毂的原材料利用率只有54%，原材料利用率有了明显的提升。除此之外，粉末冶金工业制作变速箱轮毂相较于传统工艺还有以下技术优势：
粉末冶金工艺制作的变速箱轮毂的齿轮性状与精度较高；
粉末冶金工艺的制作工序较少；
粉末冶金工艺轮毂表面经过致密化处理之后，硬度和韧性更强；
粉末冶金工艺制作同样的轮毂所需能量较少；
粉末冶金工艺可消除加工切削加工齿轮所需要的退刀槽，增加额外的强度。
表11 传统制造工艺与粉末冶金工艺原材料利用率对比
传统制造工艺
粉末冶金工艺
零部件成品重量/g
600
624
需要原材料重量/g
1120
656
原材料损耗量/g
520
32
原材料利用率/%
54
95
粉末冶金制作变速箱轮毂流程图及零件
（一）轮毂流程图
粉末冶金制作金属零部件的一般步骤为：制作金属粉末—压制成型—烧结—后处理。而由于变速箱轮毂对于齿轮表面的硬度有着很高的要求，所以，需要对烧结完成的轮毂进行表面致密化处理。粉末冶金制作变速箱轮毂的工艺流程为图21所示。最大的变化就是增加了后处理，也就是对烧结完成的轮毂表面渗入碳，增强轮毂的表面韧性和强度。
图21 粉末冶金制作变速箱轮毂流程图
（二）轮毂零件
目录
引言 1
一、 粉末冶金技术 2
（一）粉末冶金技术的概念 2
（二） 粉末冶金制作变速箱轮毂的优势 2
二、 粉末冶金制作变速箱轮毂流程图及零件 2
三、 材料的选择 5
四、 制造工艺过程 5
（一） 压制成型 5
（二） 烧结 7
（三） 滚辊压 9
（四） 热处理 10
五、 变速箱轮毂的质检和包装 12
（一）轮毂的质检 12
（二）轮毂的包装 14
六、 残次品处理 15
总结 16
参考文献 17
引言
21世纪以来，我国的汽车制造业有了长足的发展，越来越多国产汽车走入寻常百姓家。我国高端制造业起步较晚，对于汽车制造业核心零部件的生产能力较弱，变速器轮毂作为变速箱的核心部件之一，对于制造业的技术水平要求较高。而且随着汽车制造业的竞争逐渐激烈，对于变速箱轮毂的技术要求也越来越高，但是变速箱的轮毂在满足高性能的前提下，制造成本也会升高，这就需要新的制作技术，能够大规模批量生产低成本的变速箱轮毂。当前变速箱轮毂的制造工艺依然采用传统的方法，软齿面加工一般采用滚齿—剥齿—热处理，对于硬齿面加工采用滚齿—热处理—磨齿。这种粗放式的加工方式工作效率低下，材料浪费严重，需要更高齿轮精度和齿面性能的加工方式。而由于齿轮需要在高速旋转的条件下承担很高的负载，容易产生齿轮疲劳。而且由于齿轮的性状比较复杂，加工步骤长，加工效率极其低下。传统的粉末冶金技术对于复杂零部件的生产有着无比巨大的技术优势，不仅原料的浪费较少，而且通过合金粉末生产的轮毂，在对变速箱轮毂 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
进行表面致密化处理之后，齿轮在硬度和精度方面都有着很强的技术指标。利用粉末冶金工业来生产齿轮是未来变速箱齿轮生产的主要方向。
利用粉末冶金工艺制作变速箱轮毂的加工步骤为：生产合金粉末—压制成型—烧结—滚辊压—后处理。第一道工序生产合金粉末是最为核心的技术，由于变速箱轮毂对制作材料有着严苛的要求，一般强度的钢材难以满足，合金成为了制作变速箱轮毂的主要原材料。第二道工序决定了产品的合格率，在压制成型阶段，需要高度精确的模具，否则生产出来的齿轮在轮齿表面容易形成孔隙，抗磨损和抗疲劳性大大降低。烧结产品是在烧结区域烧大概二十分钟。滚辊压是通过专门的齿轮滚压机来对烧结完成的齿轮进行辊压处理。后处理是对表面致密化后的齿轮进行热处理，增强其表面耐磨性。本文正是基于这样背景下，提出利用粉末冶金技术制作汽车变速箱轮毂。
粉末冶金技术
（一）粉末冶金技术的概念
粉末冶金是指利用金属或者合金粉末作为制作零部件的原材料，通过压制成型后烧结的方式，获取所需性状和技术性能指标的金属制品的一种现代冶金技术。粉末冶金技术的优点在于能够利用合金粉末生产具有特殊性能的零部件，同时制造出来的零部件少切割甚至无切割，对于形状复杂的零部件，更是具有无法比拟的制造优势，缩短了生产工序，原材料的利用率很高，能耗也相应的减少了。缺点是对于制造技术要求较高，且对于产品的尺寸、规格、形状等受到压制模具的限制，而且烧结之后的零部件韧度和强度一般都无法与锻造的零部件相比。
粉末冶金制作变速箱轮毂的优势
一般来说，变速箱轮毂由于转速较高，且负载较大，不适合利用粉末冶金技术进行生产。但是，随着表面致密化技术的出现，对烧结成型的变速箱轮毂进行表面致密化处理，轮毂的韧性和硬度都达到了锻造工业的技术标准，粉末冶金技术成为制作变速箱轮毂的新技术。通过表11可以看出，粉末冶金工艺制造变速箱轮毂的原材料利用率达到了95%，而传统工艺制作变速箱轮毂的原材料利用率只有54%，原材料利用率有了明显的提升。除此之外，粉末冶金工业制作变速箱轮毂相较于传统工艺还有以下技术优势：
粉末冶金工艺制作的变速箱轮毂的齿轮性状与精度较高；
粉末冶金工艺的制作工序较少；
粉末冶金工艺轮毂表面经过致密化处理之后，硬度和韧性更强；
粉末冶金工艺制作同样的轮毂所需能量较少；
粉末冶金工艺可消除加工切削加工齿轮所需要的退刀槽，增加额外的强度。
表11 传统制造工艺与粉末冶金工艺原材料利用率对比
传统制造工艺
粉末冶金工艺
零部件成品重量/g
600
624
需要原材料重量/g
1120
656
原材料损耗量/g
520
32
原材料利用率/%
54
95
粉末冶金制作变速箱轮毂流程图及零件
（一）轮毂流程图
粉末冶金制作金属零部件的一般步骤为：制作金属粉末—压制成型—烧结—后处理。而由于变速箱轮毂对于齿轮表面的硬度有着很高的要求，所以，需要对烧结完成的轮毂进行表面致密化处理。粉末冶金制作变速箱轮毂的工艺流程为图21所示。最大的变化就是增加了后处理，也就是对烧结完成的轮毂表面渗入碳，增强轮毂的表面韧性和强度。
图21 粉末冶金制作变速箱轮毂流程图
（二）轮毂零件
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