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150 粉末冶金汽车零件新进展 23汽车发动机连杆发展趋向 韩凤麟 粉末锻造连杆的主要优势在于其材料密度已接近或近乎等同于锻钢，因此，材料的力学 性能可满足使用性能要求。从经济方面来看，就连杆成品整体而言，粉末锻造连杆由于采用 “断裂剖分”工艺，大大减少了切削加工作业，从而比钢锤锻连杆的生产成本有所降低，在经 济上有一定优势。但是，可“断裂剖分”的c一70钢锤锻连杆出现之后，粉末锻造连杆的经 济优势岂不就转眼间消失了? 从粉末冶金产业来看，近20多年来，在粉末锻造连杆发展的同时，一直在研究开发生产 工艺比粉末锻造简单、生产成本更低的一次压制／烧结工艺。 一一次压制／烧结连杆开发的尝试 早在20年前，粉末锻造连杆刚兴起之时，当时欧洲共同体的cosT计划中就列有用一 次压制／烧结制作连杆的研究课题…。 从这一项研究得到的启示是：用一次压制／烧结制作连杆是可行的，但必须提高材料的 力学性能，消除热处理作业，改善材料的切削性，降低生产成本，增强在经济上的竞争优势。 而问题的焦点则在于如何提高粉末冶金零件材料的密度。 众所周知，粉末冶金零件材料的力学性能与其密度密切相关，见图l。为提高铁基粉末 冶金零件材料的密度，开拓粉末冶金零件市场，20世纪后半叶，粉末冶金产业在铁基粉末原 料粉、压制与烧结工艺、粉末冶金专用设备等方面紧密合作，相互配合，取得了日新月异的进 末冶金零件材料热处理后极限抗拉强度的改进，图4显示了各种粉末固结工艺相对成本的 比较。 由图l与图4都可以看出，粉末锻造零件材料的密度可达到7．6—7．89／cm3，这是采用 粉末锻造制作连杆的主要依据。但粉末锻造的相对成本却比一次压制／烧结工艺，即比常规 粉末冶金工艺高出一倍，这也是造成粉末锻造零件市场扩展缓慢的主要原因。另外还发现， 用温压可将粉末冶金铁基零件的材料密度提高到7．49／cm3左右。也有关于粉末冶金零件 生产厂家在用“高密度烧结”工艺制造连杆的报道。“温压”与“高密度烧结”都属于用一次 压制／烧结制作连杆的范畴。 二温压连杆 和传统粉末冶金工艺的室温下压制成形相比，温压的主要特点是，需要将原料粉末与成 形模具分别加热到130℃左右，从而可将成形压坯烧结后材料的密度提高到7．49／cm3左 右，将材料的力学性能提高10％一20％(见图1)。 汽车发动机连杆发展趋向 151 密度，(g·cm一3) 6．4 66 68 70 72 747678 ● ● ’耪术 一次压制／饶结 温压 l 锻造 一， E结7／ ／ 趔 K ／ p 皤 ．／ 量 袋 U 酗 ／ ● 眇 零 形 、 ＼ ／ 世 避 歹 翻 掣 ，多／／ —／榔趣眵 相对密度／％ 年份 图l 粉末冶金零件材料的力学性能与其密度的关系‘21 图2 1965。1990年铁基粉末压缩性的改进‘2] 基 备 重 靛 笤