第2z卷第4期2012年8月粉末冶金工业POWDERMETALLURGYINDUSIRYV01．22No．4Aug．2012高密度粉末冶金螺旋齿轮RichardSlatteryl。FrancisHanejk02-(1．CapstanAtlantic公司，Wrentham，Ma02093ArthurRawlings2。MichaelMarucci2；2．Hoeganaes公司，Cinnaminson，NJ08077)摘要：汽车行业已证实，粉末冶金是生产高强度齿轮的一种技术。粉末生产、压制及烧结的进展和二次压制相结合，可以使正齿轮零件密度达到7．5g／cm3。然而，由于螺旋齿轮的几何形状不适用于DP／DS工艺，所以螺旋齿轮很难达到相同的密度。本文主要讲述能够生产芯部密度接近7．4g／cm3的一次压制与一次烧结螺旋齿轮的制造工艺。讲述了试验过程，制造烧结零件的密度及零件间的变动性。为了进一步改进这些螺旋齿轮的使用性能与几何形状，接着用辗压将之进行了表面致密化。将说明表面的密度与齿轮品质的改进。关键词：粉末冶金；高密度；螺旋齿轮中图分类号：TFl25文献标识码：A文章编号：1006—6543(2012)04—000i一08POWDERMETALLURGY0FHIGHDENSITYHELICALGEARSRichardSlatteryl。FraneisHanejk02。(1．CapstanAtlanticWrentham，Ma02093；2．ArthurRawlings2．MichaelMarucci2HoeganaesCorporationCinnaminson-NJ08077)Abstract：PowderMetallurgyisflproventechnologytoproducehighstrengthgearsfortheautomotiveindustry．Advancesinpowderproduction，compaction，andsinteringcombinedwithdoublepressinghaveenabledoverallpartdensitiesupto7．5g／cm3inspurgears．How—ever，helicalgearsaremoredifficulttoproducetothesesamedensitiesbecausethegeometrydoesnotlenditselftotheDP／DSprocess．DescribedinthispaperisflP／Mpartsmakingtechnologycapableofproducingsinglepressedandsinteredhelicalgearswithcoredensitiesapproaching7．4g／cm3．Descriptionofaprototyperunwillbepresentedwiththeresultingsinteredpartdensitiesandpart—to—partvariability．Tofurtherenhancetheperformanceandgeometryofthesehelicalgears，theyweresubsequentlysurfacedensifiedviarolling．Im-provementsinthesurfacedensityandgearqualitywillbedescribed．Keywords：powdermetallurgy；highdensity；helicalgears已证明，在替代汽车传劫系的许多零件(诸如，连杆，托架，主轴承盖等)[1]方面，粉末冶金技术是成功的。粉末冶金之所以会取得成功，是因为能为设计工程师提供所需要的力学性能和减低零件的生产成本。现在，粉末冶金主要在二个使用性能领域获得了成功。第一个是密度低于7．1g／cm和需要低一中等强度的领域。第二个主要是粉末锻造的全致收稿日期：2012一02—17·作者简介：RichardSlattery。博士，CapstanAtlantic公司经理。密实粉末冶金零件的应用领域。粉末锻造是将烧结的预成形件热锻到接近无孔隙密度，以使粉末冶金零件的力学性能最大化。为了填充传统粉末冶金零件和全致密粉末锻造零件之间的间隙，粉末冶金零件生产者需要一种生产工艺，由之用一次压制／一次烧结工艺能够制造出无孔隙烧结件密度>95％的零件。这种较高的密度万方数据·2·粉末冶金工业第22卷可提供较高的力学性能与较高的弹性模量瞳]。虽然j高密度可提供较高的力学性能，例如抗拉性能、疲劳性能、以及冲击韧性，然而，再小的孔隙度也会对零件的某些性能产生严重的负面影响。特别是高性能齿轮，为了能承受高赫兹接触应力，其关键应力区需要具有全密度。像表面致密化之类的后续加工是一种能使齿轮关键应力区的密度接近或具有全密度，而芯部密度仍为7．4g／cm左右的生产工艺‘引。为了扩大粉末冶金零件的潜在应用，需要将表面致密化的实施与较高的芯部密度结合起来。能够为粉末冶金产业提供巨大机遇的一类零件的例子是，用于汽车变速器行星齿轮系的螺旋齿轮。为了服役时能承受点蚀与表面下碎裂，这些齿轮需要表面硬度高，芯部韧性好，齿的弯曲疲劳强度，滚动接触疲劳强度及密度高[4]。当前，这些齿轮，为使尺寸达到技术条件，都是由AISI8620钢切削加工的或由AISI5120钢表面硬化与切削加工的。对于这些零件，常规的压制与烧结工艺虽然生产成...
