浅析齿轮的高效温压成形工艺发展.doc

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1、浅析齿轮的高效温压成形工艺发展杭州关西机电有限公司一-杜绍才1•刖吞温压工艺被制造商开发以来己经接近20年了，在此期间屮到大尺寸粉末冶金零件通过单次压制得以压到7.3g/cc的牛坯密度。随着近些年这项工艺的不断深入研究该技术的应用情况。由于不是所有的产品制造商都准备加热粉末和模具，借鉴于温压的经验，温模压制被成功开发出(Ancormax200)改良的温模压制只要在粉末屮混入0.4%的润滑剂，可以达到压制出7.4g/cm3的牛坯产詁，最新的成果表明只要在粉末中混入0.2to0.3%的润滑剂,7.5g/cm3的密度也是可行的。本稿将介绍对齿轮温压工艺和最新的温压及温模工艺的探索及运用。从

2、上述了解了粉末冶金是一种能制备复杂形状近净形产品的牛产技术，产品性能与其密度有很大的关系。对铁基粉末冶金零件而言，密度达到7.2g/cm3后，其硕度、抗拉强度、疲劳强度、韧性等都会随密度的增加而呈几何级数增大。例如,密度对烧结钢性能的影响见图1。而传统一次压制/一次烧结牛产的铁基粉末冶金制品，其密度一般在7.lg/cm3(相对密度约90%)以下，因此，其力学性能远低于同类材料的全致密件。为了扩人粉末冶金制詁的应用范围，提高粉末冶金材料的性能尤其是力学性能，走在先例的工业发达国经过多年的研究，研发出了多种不同的牛产工艺，如高温烧结、渗铜技术、复压复烧、粉末锻造、热等静压、喷射沉积、温压

3、工艺等C而其屮最经济可行的为温压技术,该技术H1994年美国(Hoeganaes)海格纳士公司在加拿大多伦多举行的国际粉末冶金和颗粒材料会议上首次公布以来，很快被用于实际牛产屮，已被认为是进入上一世纪90年代以來粉末冶金零件牛产技术方面最为重要的一项技术进步。2•齿轮温压成形工艺的技术环节温压成形技术本身处在不断发展和进步的过程屮。比如，从模具和粉末同时加热发展到模具加热而粉末不加热的所谓热模温压，美国的(Hoeganaes)海格纳士公司利用这种热模温压工艺制造出用于汽车传动装置上的行星齿轮组的斜齿轮。又如,增加润滑剂/粘结剂含量，发展出所谓流动温压技术，可直接成形侧面带螺纹孔的复杂

4、零件°德国(Fipimhofn)弗劳恩霍夫研究所采用流动温压工艺，通过加入适量的微细粉末和加大润滑剂的含量大大提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性,同样可直接成形带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等形状复杂的零件，不需要二次机加工。温压技术的关键技术长期被美国和瑞典等少数国家垄断，我国在上一卅纪90年代才刚起步，通过一段吋间，国内企业处在不具备自主牛产温压零件的能力，只能靠引进技术，包括粉末、工艺及设备，因而严重制约了我国粉末冶金工业的技术进步。3•齿轮温压成形工艺前景温压技术我国虽然起步在上一世纪90年代，在这段时期的后十年才得到相关研究领域，制造商家重视和研究。美国的(Ho

5、eganaes)海格纳士公司和德国(Fraunhofer)弗劳恩霍夫研究所的流动温压技术工艺在齿轮制造彳亍业得到运用,我国在这个领域运用了外国的温压技术理论基础上投入了大量的科研力量，已取得了重大的进展°创新性地开展了模壁润滑温压、低温温压、温压烧结硬化、流动温压等技术的研究，将温压这一技术展示在齿轮制造业，又在一种高速压制和温压相结合的更高密度的温粉末高速压制技术思路展开研究，并获得核心技术成果。温挤压技术作为一种净成形和近净成形加工工艺，因其金属的流动性能好、成形精度高、成本低，且可连续牛产的特点，已迅速在齿轮行业被得到较广泛的运用，就以行星变速器锥齿轮为研究对象，设计了锥齿轮的

6、温挤压成形工艺及模具结构，大大降低了制造成本，提高了工作效率，同吋该方法能够使金属材料产牛挤压强化，提高了材料的机械性能，具有广阔的市场前景。L压工艺关键技术温压工艺其关键技术有粉末、润滑剂、温压温度、温压系统，人们对关键技术展开研究，对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平,赶超世界先进制造水平具有重要的现实意义。1)粉末是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。不同形状和技术要求用不同粉末成形。流动温压成形技术是一种新型的粉末冶金，能获得零部件近终形完全成形技术,可成形具有复杂几何形状的零件。采用流动温压工艺可以直接成形并获有位置、形位公差、孔和螺纹孔等零件。而用传统粉末冶金

7、技术制造此类零件通常是菲常困难甚至是不可能的,一般都需要通过其后的机加工才能完成，就是用程控压机来实现复杂和精准的动作也只能牛产出较为简单的零件c但是采用流动温压丁艺后就可以直接成形具有此类形状的零件。为了系统地研究流动温压工艺屮粉末的流动行为，(FiNimhofeT)弗劳恩霍夫研究人员釆用模具成功制备出了带螺纹孔形复杂的零件。2）润滑剂选择合适的润滑剂是温压工艺的关键所在，因此人们在开发新型金属粉末温压成形润滑剂方而做了大量的工作。粉末冶金温压成形过程屮