粉末冶金零部件是根据产品的性能,混和不同的金属粉末冶通过初期的压制成毛坯到烧结等多种工艺完成出来的零部件,广泛用于汽车VVT系统、家电零部件、农业机械、医疗行业等多个领域。
这里讲的粉末冶金结构零件是在室温下,于单轴向刚性模具中压制成形与随后烧结的铁
基零件。由铁基粉末用压制/烧结工艺制作的零件,其材料具有多孔性,也就是比相应致密材料
的密度低,因此,其力学性能比由常规材料生产的低。若将生压坯进行热压或热锻时,用粉
未冶金工艺也能使零件材料达到材料的标准密度。比如,现在大批量生产的粉末锻造连杆,
其材料密度就已接近材料的理论密度。但是,由于经经济方面的原因,和压制/烧结工艺相
比,通常不大采用热压与热锻之类的热加工工艺。
20世纪30年代粉末冶金铁基结构零件最先在汽车产业中得到了一些应用,一直到现
在,在北美生产的粉末冶金结构零件70%以上仍然用于汽车产业,在日本更高达到了90%
左右。它们的应用迅速扩大到了农机与园艺机具、家庭日用器具、电动工具、办公用具及其
他各种用途。粉末冶金结构零件一直在替代铸铁件、锻钢件或棒料切削加工件以及钣料冲压
件。粉末冶金结构零件主要优势在于,在高生产率与劳动成本较低的条件下,可生产出尺寸
公差较精密的零件。通常,与相竞争的金属成形工艺相比,其切削加工量很小或不需要切削
加工,不需要切削加工用的昂贵的金属切削加工机床、切削刀具、设备占有的场地及技术
工人。
粉末冶金结构零件早期都用于替代用其他方法生产的零件。即便是今天,对于许多应用
依然如此。可是,为了充分利用粉末冶金工艺的各项优势,诸如节能、省材,现在越来越多
的零件从一开始设计就是采用粉末冶金工艺制作的。这种技术进步,与产品设计者和零件制
造者之间的相互交流、协调合作日益增强有关。产品不仅要依据使用条件、性能要求来设
计,而且要考虑到预期的制造工艺的优缺点。在产品设计的构思初期,就应将粉末冶金工艺
作为一种可能采用的生产工艺来考虑。在考虑粉末冶金结构零件设计时,首先必须考虑的是
如何将零件压制成形。这就涉及用单轴向刚性模具压制金属粉末的原理,这也是粉末冶金最初期的工作,技术指导与模具制作,制造的出的成品粉末冶金件或者只需少部分机加工工艺就可完成的毛坯件。