粉末冶金汽車零件最新進展

齊雙強 楚宜民

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和時代的進步，我國人們的生活水平明顯提高，同時對生活環(huán)境有了更高的要求。在實際的生產(chǎn)和發(fā)展中，為了能夠與自然和諧發(fā)展，和平共處，人們應該要對現(xiàn)在的生活方式進行轉(zhuǎn)變，尤其是應該要減少使用碳能源，開發(fā)研究清潔能源來代替，從而有效地保護生態(tài)環(huán)境，確保社會能夠可持續(xù)長遠發(fā)展。在汽車行業(yè)的發(fā)展中，采用粉末冶金工藝設計汽車零件，在汽車發(fā)展中應用比較廣泛，本文主要是就粉末冶金汽車零件的最新進展進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：粉末;冶金;汽車零件;清潔能源;生態(tài)環(huán)境

中圖分類號：U465? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）21-0100-02

0? 引言

隨著人們的物質(zhì)生活水平逐漸提高，在日常生活中汽車成為非常重要的代步工具，方便人們出行，然而汽車的使用也影響到人們的生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，尤其是二氧化碳等尾氣的排放會對大氣環(huán)境造成直接的污染，導致全球變暖，生態(tài)環(huán)境受到破壞。研究發(fā)現(xiàn)全球的二氧化碳排放量逐年上升。雖然汽車帶給人們生活和出行的便利，但是汽車排放的二氧化碳也直接影響到人們的生活環(huán)境，影響到自然環(huán)境，致使人們的生存環(huán)境越來越惡劣。在汽車行業(yè)的零件設計和制造中，采用粉末冶金技術(shù)能夠有效地延長零件的使用壽命，盡量減少汽車對大氣造成的污染。

1? 應用粉末冶金汽車零件的結(jié)構(gòu)特點

汽車設計中應用粉末冶金零件主要是對汽車的鏈輪、凸輪、帶輪、閥座、連桿、齒轂等零件進行設計和制造，主要的結(jié)構(gòu)有以下幾點特點：

1.1 結(jié)構(gòu)零件具有中低強度

發(fā)動機上的一些典型零件，如凸輪軸帶輪、水泵帶輪、曲軸帶輪、凸輪軸、曲軸、正時齒輪等零件一般是由Fe、Cu、C等材料構(gòu)成，密度會維持在每立方厘米6.4克到6.8克之間，其中冶金材料使用的鐵粉應該要具有良好的生坯強度和成型性能，在壓縮過程中應該要控制壓制回彈率，確保鐵粉的質(zhì)量更加穩(wěn)定。在東風汽車制造中設計制造的活塞和連桿導向座就是使用這種材料。

1.2 結(jié)構(gòu)零件具有中高強度

汽車中變速箱傳動、發(fā)動機、鏈輪、齒輪等零件會使用Fe、Cu、C、Ni、Mo或者是Fe、Cu、C、Ni等材料進行冶煉。在變速箱齒輪中的同步器錐環(huán)零件設計制造過程中，為了能夠提高零件的使用壽命，降低制造的成本支出，一般會利用鐵粉代替鋁錳黃銅等材料，因為霧化的鐵粉更加經(jīng)濟，成本較低，然后利用機械混合加入其它合金元素，這種零件制造的一個缺點就是需要使用較高成本的原材料;汽車中的齒輪式機油泵實際工作中主要是升高機油的壓力，確保汽車有足夠的油量行駛，其中供油的主要部件一般不會選擇鋼制的油泵，而是使用粉末冶金工藝制造的油泵，主要材料元素就是C、Fe和Cu，這種材料的油泵齒輪具有較強的耐磨性，同時能夠充分利用材料，通過較少的生產(chǎn)工序達到較高的生產(chǎn)效率，同時占用較少的設備，具有較強的性價比。

1.3 粉末冶金零件性能高

傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機連桿制造中使用的工藝就是鑄造和鍛鋼。連桿這個零件在實際的工作中需要承擔較大的壓力和拉力負荷，兩種方式制造的連桿在實際制造中達到實際要求標準比較困難，所以很多汽車制造商會選擇粉末鍛造的方式生產(chǎn)發(fā)動機的連桿，主要代表就是別克轎車和寶馬汽車。隨著發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展和進步，汽車發(fā)動機的氣門座圈在實際的工作中面臨較為惡劣的條件，加上不斷推廣和普及的無鉛汽油，在實際應用會導致氣門與座圈之間缺乏鉛的潤滑，傳統(tǒng)氣門座圈使用的高鉻鑄造合金材料在實際工作中會磨損嚴重，縮短使用壽命，目前部分汽車廠商會使用熔浸方式處理高合金材料，其中氣門座圈使用粉末冶金的性能是最好的，其中合金材料主要是Me、Cr、Fe、Mo，熔浸材料主要是Fe、Mn、Cu，這樣形成的氣門座圈具有更強的密度、耐熱性、硬度和抗熱性。汽車的變速器目前也是用粉末冶金的行星齒輪架，從而提高變速器的性能。

2? 汽車零價中粉末冶金工藝應用的特點

2.1 粉末冶金工藝應用的意義

在汽車零件制造中采用粉末冶金制造工藝能夠?qū)饘兕惖牧慵M行制造，汽車零件制造中已經(jīng)廣泛應用粉末冶金技術(shù)進行零件加工，推動汽車行業(yè)的發(fā)展。交通工具汽車中含有將近130多種零件，所以在應用粉末冶金技術(shù)進行汽車零件的制造和生產(chǎn)能夠有效地提高汽車零件制造的效率，降低成本。

首先，粉末冶金在實際的應用中主要是將金屬轉(zhuǎn)變成為粉末狀，然后作為原料進行金屬材料的燒結(jié)。應用粉末冶金的工藝首先是將粉末進行混合，然后使之成型，最后進行燒結(jié)。與傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)相似，粉末冶金技術(shù)通過系統(tǒng)加工和處理金屬粉末，進而形成金屬成品，區(qū)別在于陶瓷材料使用陶土，粉末冶金技術(shù)的材料是金屬粉末。粉末冶金技術(shù)的應用能夠研究開發(fā)新材料，從而針對汽車向大氣排放二氧化碳的問題進行有效的解決，因為粉末冶金技術(shù)使用的材料是鐵粉、銅粉等金屬粉末，在加工制作金屬材料的過程中，會利用外界的壓力壓制金屬粉末，所以成型后的金屬零件內(nèi)部含有空隙，然后將油注入到零件內(nèi)部的空隙中，這樣在實際的應用中有效地進行潤滑，提高零件的使用壽命和耐磨性。

其次，粉末冶金技術(shù)的應用過程中，一些不必要的切削工藝會大量減少，大多數(shù)零件應用這種技術(shù)進行制造的過程都是利用外界施壓的方法形成的，同時在實際制造零件的過程中會要求零件具有較高精度，雖然繁瑣的工藝大量減少，但是實際的粉末冶金技術(shù)應用能夠有效地降低零件制造的成本，降低工作人員實際工作的壓力。

此外，粉末冶金制造的金屬零件具有節(jié)能的效果，大量的研究分析發(fā)現(xiàn)，若是汽車零件的重量相同，那么采用粉末冶金技術(shù)制造的零件能夠節(jié)省最大的能源消耗量，原材料的利用率也是最高的，這樣就會極大地降低浪費材料的現(xiàn)象出現(xiàn)，汽車企業(yè)能夠投入較少的生產(chǎn)成本，制造出節(jié)能、性能好的汽車零件。同時，在使用粉末冶金技術(shù)制造汽車零件的過程中也會避免向生態(tài)環(huán)境中排放污染物，所以說這種制造工藝也是十分環(huán)保的，有效地保護生態(tài)環(huán)境。最終制造汽車零件使用壓模成型工藝要求零件具有較高性能，且具有一致性，所以說粉末冶金技術(shù)制造的零件可以在汽車應用隨意進行替換。

2.2 提高汽車零件的強度

在汽車制造過程中，很多工作人員會對粉末冶金技術(shù)制造的零件質(zhì)量有顧慮，主要是因為生產(chǎn)的金屬零件內(nèi)部有空隙，這樣就很容易導致零件的強度不夠，然而實際上粉末冶金技術(shù)制造的零件雖然內(nèi)部有空隙，但是確實為了能夠注入油，使零件在工作中更加潤滑，而強度也很符合實際汽車零件制造的標準要求，提高零件的應用性能和強度。

3? 汽車粉末冶金零件的應用分析

3.1 粉末冶金VVT汽車零件

目前在很多歐美國家在汽車制造中廣泛應用粉末冶金技術(shù)，通過大量的數(shù)據(jù)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，在歐美國家平均每一輛汽車在應用粉末冶金制造的零部件，在未來的發(fā)展中也會逐漸增加粉末冶金零件的使用數(shù)量。我國在制造汽車零件的過程中也已經(jīng)逐漸使用粉末冶金技術(shù)，從而有效地降低生產(chǎn)和制造汽車零件的成本，同時有效地節(jié)約能源的消耗，保護生態(tài)環(huán)境。目前汽車的不同系統(tǒng)中的零件都會使用粉末冶金技術(shù)進行生產(chǎn)制造的，尤其是在汽車底盤和車身、汽車排氣系統(tǒng)和發(fā)動機的零件組成中使用粉末冶金零件。社會在發(fā)展，科技在進步，隨著工藝的不斷創(chuàng)新和改進，汽車剎車真空助力泵和變量泵中使用的零件主要是粉末冶金VVT汽車零件，這些系統(tǒng)中應用粉末冶金技術(shù)制造的零件能夠有效地延長零件的使用壽命，同時也能夠提高零件的耐磨性，提高零件工作的實效性。

3.2 汽車油泵應用粉末冶金零件

我國的汽車發(fā)動機和自動變速器中使用的油泵主要是按照定量油泵方式進行油量的使用和控制，然而這種方式在實際的油量控制中也存在問題需要解決，因為定量油泵在實際輸出油的過程中，會因為發(fā)動機不斷變化的轉(zhuǎn)速導致油量發(fā)生變化，這兩者之間的關(guān)系是正相關(guān)的，也就是說當發(fā)動機不斷提高轉(zhuǎn)速，油泵中工作的多余潤滑油會按照之前的路徑返回到油泵中，最終導致發(fā)動機的實際運行會不斷增加功率的消耗。所以，汽車生產(chǎn)中使用定量油泵無法滿足實際的運行和發(fā)展需要，所以應該要進行油泵運行創(chuàng)新和改進。當汽車發(fā)動機采用變量油泵進行油量控制，這種方式可以按照實際汽車運行的情況合理調(diào)節(jié)油泵中的油量和油壓，這樣能夠有效地節(jié)約汽車油的使用，做到能源節(jié)約。在汽車發(fā)動機和變速器的變量油泵制造中，因為該系統(tǒng)具有復雜的結(jié)構(gòu)，其中使用的零件有不同類型的劃片泵、葉片泵等，所以汽車運行中若是發(fā)動機轉(zhuǎn)速持續(xù)保持增加的狀態(tài)，那么汽車油泵也會不斷增加壓力，這樣其中使用的壓縮彈簧會不斷縮短后齒輪的工作部分，所以一定要科學調(diào)節(jié)汽車油泵中油的流量。使用粉末冶金技術(shù)制造油泵的齒輪能夠滿足實際的工作需求。

3.3 汽車剎車系統(tǒng)中助力真空泵應用粉末冶金零件

汽車在發(fā)動過程中一般是通過點燃發(fā)動機的方式促使汽車運行。發(fā)動機運行原理主要是真空壓力會在進氣管中產(chǎn)生，然后相應的真空助力系統(tǒng)能夠為汽車運行提供真空，這樣促使汽車運行達到節(jié)能減排的效果。若是發(fā)動機的進氣管中無法保持真空壓力，那么汽車應該要具有自動處理真空的系統(tǒng)，因此可以在汽車的發(fā)動機中安裝真空泵，使用粉末冶金聯(lián)軸節(jié)來帶動真空泵進行轉(zhuǎn)動，當真空泵內(nèi)部與轉(zhuǎn)子出現(xiàn)偏心量后，發(fā)動機進氣管中會產(chǎn)生真空壓力，從而助力發(fā)動機進行運行，及時進行剎車和前進。在汽車發(fā)動機的運行中運用粉末冶金金屬零件能夠有效地實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

4? 結(jié)語

總之，在新時代背景下，人們生活水平逐漸提高，人們對生活品質(zhì)的要求也越來越高，其中在出行方面，人們使用頻率最高的就是汽車，從而推動汽車行業(yè)的發(fā)展。汽車行業(yè)在實際發(fā)展過程中應該要注重保護環(huán)境，在生產(chǎn)中重視節(jié)能減排。在汽車零件制作中采用粉末冶金金屬零件能夠有效地延長汽車零件的使用壽命，保證汽車實際運行效果，同時還能夠滿足節(jié)能減排的需求，從而更好地保護環(huán)境。我相信汽車行業(yè)未來會更加廣泛地應用粉末冶金零件。

參考文獻：

[1]毛增光.節(jié)能減排型粉末冶金汽車零部件[J].現(xiàn)代零部件，2013（2）：40-42.

[2]孫世杰.近年鐵基粉末冶金行業(yè)發(fā)展淺析[J].粉末冶金工業(yè)，2016（2）：53-58.

[3]王乾.發(fā)動機連桿新材料的發(fā)展與研究[J].機械，2017（3）：69-71.

[4]韓鳳麟.粉末鍛造汽車發(fā)動機連桿新進展[J].現(xiàn)代零部件，2018（7）：71-74.

[5]譚兆強，張青，郭學益，等.粉末冶金技術(shù)在汽車工業(yè)的新進展[J].中南大學學報（英文版），2020，27（6）：1611-1623.

[6]曹陽，包崇璽.中國粉末冶金零部件產(chǎn)業(yè)依托汽車工業(yè)的發(fā)展研究[J].汽車工藝與材料，2018（10）：48-55，60.

[7]朔風.1998～2009年美國MPIF獲獎粉末冶金汽車零件介紹（連載）——粉末冶金汽車變速器零件[J].粉末冶金技術(shù)，2011，29（1）：73-75.