高使用性能粉末冶金零件的表面致密化

为保证机构的可靠性,历史上一直在用锻钢合金批量生产高转矩变速器零件,诸如变速器齿轮、高性能链轮、单向离合器座圈及滚珠轴承座圈。虽然用粉末冶金工艺生产的零件成本低廉,但常规粉末冶金钢的静态、疲劳及耐磨性能的局限性,使粉末冶金零件不能应用于上述领域。为解决这些缺欠,近年来,一直在研发用选择性表面致密化(SSD)改进粉末冶金钢性能的各种生产工艺。特别是,PMG集团开发出了一种拥有专利权的表面致密化工艺——DensiForm。利用这种工艺可使零件表面关键部分形成深度达1mm的完全致密化表面层,而零件心部仍然是多孔性的。这种结合与粉末冶金材料合金化的灵活性,使生产的烧结钢零件的使用性能可与在高应力下使用的锻钢性能相比拟。本文将介绍2个例子,即变速器中应用的表面致密化螺旋齿轮和直齿链条的驱动链轮。本文说明了螺旋齿轮和驱动链轮的生产工艺与显微组织,介绍了轿车变速器用螺旋齿轮的性能(其中包括在三轴总成的成对试验台架上得到的滚动接触疲劳的数据)和表面致密化链轮的材料性能与使用性能。

同步器系统的粉末冶金零件

近年来,手动变速器的同步器系统中的关键零件,诸如同步器齿毂与同步器锁环,都在用粉末冶金工艺大量生产。本文首先介绍近年来生产先进同步器齿毂用的高强度粉末冶金钢;然后对碳纤维、烧结摩擦层及Mo丝喷涂衬面3种同步器锁环用摩擦衬面进行了比较,根据压力与滑动速度讨论了其摩擦性能与寿命长短;最后,特别强调了粉末冶金的新发展,诸如滑动齿套与负载齿轮,给出并讨论了滑动齿套的应用试验结果,阐述了表面致密化螺旋齿轮的使用性能,给出了运转-时间试验的结果,并和常规的锻钢齿轮进行了比较。

轿车变速器的表面致密化粉末冶金齿轮的使用性能

选择性表面致密化是改进粉末冶金钢的一种方法,高负载齿轮经过这种加工工艺处理,就能达到使用要求。本文介绍了粉末冶金螺旋齿轮的制造工艺与性能,用三轴总成成对试验台架、承载能力试验台架及噪声试验台架测定了齿轮的使用性能,并把试验结果和具有同样几何形状与表面质量的锻钢齿轮的数据进行了比较。结果表明,粉末冶金齿轮的承载能力与噪声级可和锻钢齿轮相媲美。

由粉末冶金Fe(Cr,Mo)钢制备的同步器齿毂的力学性能

试验测定零件本身的强度性能是困难的,因此通常不采用此类数据。本文介绍了一种用于直接测定零件本身强度性能的方法,即用水射流切割零件,随后进行磨加工制备小型矩形试棒(约40mm×5mm×5mm)测定数据。采用典型粉末冶金零件——粉末冶金高合金化Fe(Cr,Mo)钢同步器齿毂制备的小型试棒测定抗拉强度、冲击强度及3点弯曲横向断裂强度,并和常规拉伸试样(DIN EN ISO 2740)的强度与冲击性能进行了对比。结果表明,由同步器齿毂与常规试样测定的数据都在试验误差范围之内,完全一致。为了证实对比的有效性,还用全面的化学与显微组织分析证明了2种试样的相似性。最后,建立了小型拉伸试棒的横向断裂强度与抗拉强度之间的相关性。