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汽車工業(yè)使用的粉末冶金產品

發(fā)布日期:2018-02-08 來源：本站 作者：本站

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汽車所使用的粉末冶金產品，是科技含量非常高的制品，它可減輕汽車重量和降低制造成本，并具有優(yōu)化汽車工業(yè)產品生產工藝、提高汽車工業(yè)競爭力的作用，目前世界上用于汽車上的粉末冶金零部件已超過400多種。

作為一種典型的凈終形制造技術，粉末冶金在節(jié)能、省材、環(huán)保、經濟、高效等諸多方面具有優(yōu)勢，逐漸被各行業(yè)所認知并得到廣泛應用；特別是汽車粉末冶金制品的應用與快速發(fā)展，推動了粉末冶金行業(yè)步入發(fā)展的快車道。
為了探究粉末冶金技術及產品在汽車工業(yè)中的具體應用和發(fā)展趨勢，記者采訪了中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會粉末冶金專業(yè)協(xié)會高級顧問韓鳳麟教授。
國際應用廣中國潛力大
韓教授介紹，粉末冶金是以金屬粉末為基本原料，用成形-燒結制造金屬制品的一種新型金屬成形技術。1940年，美國一家大型汽車公司就已將所使用的全部油泵齒輪改為粉末冶金齒輪，從此粉末冶金結構零件在汽車產業(yè)中扎下了根。
據資料顯示，2006年國內粉末冶金零件總產量為7803萬噸，其中汽車用粉末冶金零件的產量已達2887.7萬噸；另外，就平均每輛輕型車（包括轎車）中使用的粉末冶金零件重量的進展情況看，2006年國內每輛車平均使用3.97公斤，日本為8.7公斤，北美則為19.5公斤。此外，汽車行業(yè)現在待開發(fā)的粉末冶金零件應用部分，大體上發(fā)動機零件為16～20公斤，變速器零件為15～18公斤，分動器零件為8～10公斤，其它為7～9公斤?？梢钥闯觯袊l(fā)展粉末冶金汽車零件的市場潛力非常大。
粉末冶金零件可降成本和車重
談到粉末冶金汽車零件的生產發(fā)展與現狀，韓教授講，汽車制造中使用的粉末冶金零件主要是燒結金屬含油軸承和粉末冶金結構零件，前者主要是由90Cu-10Sn青銅生產，后者基本上由鐵粉為基本原料制造。
下面是幾個粉末冶金技術應用的例子：一種粉末冶金64齒取力器驅動齒輪，比由鋼切削加工的零件節(jié)約成本約40%，并且齒輪的齒不需要后續(xù)加工；一種粉末冶金汽車手動變速器同步器環(huán)，和常規(guī)生產的同步器環(huán)相比，可降低成本38%；一種粉末冶金復合行星齒輪架，其極限強度比鑄鐵切削加工件高40%，而成本減少35%以上……
從2種獲得各種獎項的粉末冶金零件可以看出，其中至少有3種零件采用了選擇性密實技術加工，2種零件是用溫壓技術制造的，6種零件是由2個以上不同零件組合而成，在組合零件中最多的一種是由18個粉末冶金零件組合而成。韓教授說，這些獲獎零件表明，粉末冶金零件不但可替代鑄鐵件、鍛鋼件、切削加工件，省工、省料、節(jié)能，減少生產成本，而且可減輕零件重量，有利于汽車輕量化。更為重要的是，粉末冶金組合零件的發(fā)展，標志著有些零件只能用粉末冶金技術制造，具有重要的技術與經濟意義。
粉末冶金是一種“綠色”制造技術
目前，粉末冶金已經被業(yè)界公認為是一種綠色、可持續(xù)的制造技術。對此，韓教授從粉末冶金的持續(xù)性功能、材料可持續(xù)性、能源可持續(xù)性、設備可持續(xù)性、環(huán)境可持續(xù)性、可持續(xù)就業(yè)、可持續(xù)價值優(yōu)勢等幾個方面做了介紹。
例如在持續(xù)性功能方面，粉末冶金的最終成形能力與材料利用率很高，可使全部能源消耗最小化。與傳統(tǒng)工藝（熱加工+冷加工）的鑄造或鍛造+切削加工相比，粉末冶金工藝制造同一零件只需要采用較少的幾道工序，即能完成工序較多、較復雜的工藝。
在材料可持續(xù)性方面，粉末冶金的最終成形能力是其主要優(yōu)勢。例如成形一個齒狀零件，傳統(tǒng)切削工藝會有高達40%的材料變成切屑，而在粉末冶金用的全部粉末中，85%是由再循環(huán)回收的材料生產的。在粉末冶金零件生產過程中，各道工序的廢料損失一般為3%或更少，其材料利用率可達95%。
在能源可持續(xù)性方面，一般的傳統(tǒng)制造工藝需要經過幾次加熱與再加熱工序才能最終成形；而用霧化法生產鋼粉或鐵粉時，只需要將廢鋼料進行一次熔煉，所有其它熱加工作業(yè)都是在低于熔點的溫度下進行的，這樣不但節(jié)能，而且可制成最終形狀和形成所需要的材料性能、機械使用性能。通過金屬成型工藝材料利用率的對比發(fā)現，制造粉末冶金零件所需之能量是鍛造-切削加工零件的44%。
在環(huán)境可持續(xù)性方面，由于粉末冶金的最終成形能力特性，在一般情況下是在燒結后就制成了零件成品，即可進行包裝、交貨。大多數情況下，加工粉末冶金產品所使用的切削油是微不足道的，其冷卻水等污染源釋放的有毒污染物質也是很少的。和其它制造工藝相比較，粉末冶金零件產業(yè)對環(huán)境幾乎沒有危害。
目前，粉末冶金零件已經是汽車產業(yè)不可缺少的一類重要基礎零件。韓教授介紹，據不完全統(tǒng)計，日本至少有住友電工、日立、三菱、保來得等12家以上主要粉末冶金零件生產企業(yè)在國內建立了獨資或合資企業(yè)；臺灣的主要粉末冶金零件生產廠，如青志、三林等12家以上企業(yè)也都在東莞、無錫、蘇州一帶建立了生產基地。此外，許多世界知名的歐美粉末冶金企業(yè)也相繼在國內建立了獨資企業(yè)。韓教授認為，不久的將來，中國大陸將會逐步成為全球粉末冶金汽車零件最大的集散地