哪些因素會影響粉末冶金齒輪的質(zhì)量？

• 原料粉末特性

粉末粒度：粉末粒度對齒輪質(zhì)量有顯著影響。如果粉末粒度過粗，在壓制過程中顆粒間的空隙較大，會導(dǎo)致燒結(jié)后的齒輪密度較低，力學(xué)性能變差。例如，粗粒度的金屬粉末燒結(jié)后的齒輪強(qiáng)度可能只有細(xì)粒度粉末燒結(jié)齒輪強(qiáng)度的 70% 左右。而粉末粒度過細(xì)，雖然可以提高燒結(jié)活性，但會使粉末的流動性變差，在模具中填充不均勻，導(dǎo)致齒輪形狀精度降低。

粉末純度：原料粉末的純度直接關(guān)系到齒輪的質(zhì)量。雜質(zhì)含量高會干擾粉末冶金過程中的物理和化學(xué)變化。例如，金屬粉末中含有過多的氧化物雜質(zhì)，在燒結(jié)時會阻礙顆粒間的冶金結(jié)合，降低齒輪的強(qiáng)度和韌性。此外，雜質(zhì)還可能在齒輪內(nèi)部形成缺陷，如夾雜物，影響齒輪的使用壽命。

粉末形狀：粉末形狀不同，其堆積和壓制特性也不同。球形粉末流動性好，容易在模具中均勻填充，有利于提高齒輪的形狀精度。而不規(guī)則形狀的粉末在壓制過程中相互嵌合，能獲得較高的初始密度，但可能會影響粉末的流動性。例如，樹枝狀粉末在壓制時能更好地填充空間，但流動性不如球形粉末，需要更復(fù)雜的模具設(shè)計和壓制工藝來確保齒輪質(zhì)量。

• 混料過程添加劑

種類和比例：在混料過程中添加潤滑劑、粘結(jié)劑等添加劑是為了改善粉末的性能。潤滑劑可以減少粉末顆粒之間以及粉末與模具之間的摩擦，有利于壓制。如果潤滑劑添加量不足，會導(dǎo)致壓制壓力增大，模具磨損加劇，并且可能使齒輪出現(xiàn)分層、裂紋等缺陷；而添加量過多會影響粉末的燒結(jié)性能，降低齒輪的密度和強(qiáng)度。粘結(jié)劑的主要作用是增強(qiáng)粉末顆粒之間的結(jié)合力，其比例不當(dāng)也會對齒輪質(zhì)量產(chǎn)生類似的不良影響。

混合均勻性：粉末與添加劑的混合均勻程度至關(guān)重要。如果混合不均勻，在壓制后的齒輪毛坯中，部分區(qū)域可能因為缺少添加劑而出現(xiàn)質(zhì)量問題，如硬度不均勻、孔隙分布不均等。例如，在燒結(jié)過程中，未充分混合的區(qū)域可能由于缺乏粘結(jié)劑而無法良好地?zé)Y(jié)，導(dǎo)致局部強(qiáng)度降低，影響整個齒輪的質(zhì)量。

• 壓制工藝

壓制壓力：壓制壓力是影響齒輪密度和尺寸精度的關(guān)鍵因素。壓力不足時，粉末顆粒之間結(jié)合不緊密，燒結(jié)后的齒輪密度較低，強(qiáng)度不夠，在使用過程中容易出現(xiàn)磨損和變形。相反，壓力過大可能會導(dǎo)致模具損壞，同時也會使齒輪產(chǎn)生過大的彈性后效，脫模后尺寸發(fā)生變化，影響尺寸精度。例如，對于小型粉末冶金齒輪，壓制壓力一般在 300 - 800MPa 之間較為合適，超過這個范圍就可能出現(xiàn)質(zhì)量問題。

壓制速度：壓制速度過快會產(chǎn)生沖擊力，使粉末在模具中分布不均勻，導(dǎo)致齒輪密度不一致。而且快速壓制可能會使粉末間的空氣來不及排出，形成氣孔，影響齒輪的質(zhì)量。例如，在高速壓制某些鐵基粉末冶金齒輪時，由于空氣被困在粉末中，燒結(jié)后的齒輪內(nèi)部氣孔率可能會比正常壓制速度下的齒輪高出 20% - 30%。

• 燒結(jié)工藝

燒結(jié)溫度：燒結(jié)溫度對粉末冶金齒輪的質(zhì)量影響巨大。溫度過低，粉末顆粒之間的擴(kuò)散和冶金結(jié)合不充分，導(dǎo)致齒輪的密度和強(qiáng)度較低。溫度過高則可能會使齒輪發(fā)生變形，尤其是對于形狀復(fù)雜的齒輪，高溫引起的熱應(yīng)力可能會導(dǎo)致尺寸精度喪失。例如，鐵基粉末冶金齒輪的燒結(jié)溫度一般在 1100 - 1300℃之間，超出這個范圍就需要嚴(yán)格控制熱變形等問題。

燒結(jié)時間：燒結(jié)時間與燒結(jié)溫度相互配合。時間過短，同樣會使顆粒間的結(jié)合不充分；時間過長，不僅會增加生產(chǎn)成本，還可能會導(dǎo)致齒輪過度燒結(jié)，出現(xiàn)晶粒長大等問題，降低齒輪的力學(xué)性能。例如，對于銅基粉末冶金齒輪，燒結(jié)時間一般在 30 - 90 分鐘之間，過長的燒結(jié)時間可能會使銅晶粒長大，導(dǎo)致齒輪的硬度和強(qiáng)度下降。

燒結(jié)氣氛：燒結(jié)氣氛主要是為了防止粉末在燒結(jié)過程中氧化。常用的燒結(jié)氣氛有氫氣、氮氣等還原性或惰性氣氛。如果燒結(jié)氣氛控制不當(dāng)，例如氣氛中氧氣含量過高，會使齒輪表面氧化，影響表面質(zhì)量和力學(xué)性能。例如，在氧化性氣氛中燒結(jié)的鐵基粉末冶金齒輪，其表面會形成氧化鐵層，降低齒輪的抗疲勞性能和耐磨性。

• 后處理工藝

精加工質(zhì)量：在精加工過程中，如銑削、磨削等操作的精度直接影響齒輪的最終質(zhì)量。如果精加工精度不夠，會導(dǎo)致齒形誤差、齒向誤差等問題，影響齒輪的嚙合性能。例如，齒形誤差過大會引起齒輪傳動時的振動和噪聲，降低傳動效率。

熱處理工藝：熱處理可以改善齒輪的力學(xué)性能。但如果熱處理參數(shù)（如淬火溫度、回火溫度等）控制不當(dāng)，會導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)裂紋、硬度不均勻等缺陷。例如，在淬火過程中，冷卻速度過快可能會使齒輪表面產(chǎn)生淬火裂紋，而回火溫度不足則可能使齒輪內(nèi)部存在較大的內(nèi)應(yīng)力，降低齒輪的韌性。

表面處理效果：表面處理（如鍍層、涂層等）的質(zhì)量也會影響齒輪的質(zhì)量。如果鍍層或涂層結(jié)合不牢固，在使用過程中容易剝落，不僅不能起到保護(hù)作用，還可能會污染傳動系統(tǒng)。而且表面處理不當(dāng)可能會改變齒輪的尺寸精度，需要嚴(yán)格控制處理工藝。

粉末冶金、金屬注射成型、粉末冶金齒輪

光銘集團(tuán)專注于金屬成形技術(shù)及耐磨材料的研發(fā)制造，主營產(chǎn)品包括金屬壓制成形及注射成形粉末冶金制品。

公司擁有一批高素質(zhì)人才隊伍，創(chuàng)始團(tuán)隊源自國家部級直屬科院單位——廣州有色金屬研究院，具有豐富的的行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗和研發(fā)實力，為公司發(fā)展提供源源不斷的創(chuàng)新動力。公司先后榮獲得5項發(fā)明專利，30多項實用新型專利，通過IATF16949質(zhì)量管理體系、ISO9001-2015質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、知識產(chǎn)權(quán)管理體系，并獲得國際商標(biāo)認(rèn)證，是廣東省創(chuàng)新型企業(yè)、廣州市科技小巨人企業(yè)、廣東省粉末冶金產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位、廣州市先進(jìn)粉末冶金集群促進(jìn)中心發(fā)起單位。