粉末冶金齿轮

齿轮在粉末冶金厂家制作的数量最多，因最初汽车基本是手动变速，而齿轮是手动变速器的关键结构零件，所以齿轮的要求的性格非常高，分析一下齿轮的强度与硬度。

通常，齿轮在啮合时承受脉冲应力，应力峰值位于齿轮表面附近。因此，齿轮主要是表面或接近表面处需要高强度与高耐磨性。齿轮的几何形状若组件不精确的话，就可能降低其使用寿命和负载能力，并增大噪声。因此，一般对变速器齿轮的品质要求都很高，除了对强度与噪声的要求外，还增加了对改进经济与使用性能的要求。齿轮的负载是在表面或接近表面处产生高应力，因此，并不需要整个零件都达到全密度。选择性表面致密化适用于这种负载情况，该工艺可使零件表面形成致密化层，表面孔隙度接近于零，而其芯部孔隙度一般为10%(体积分数）左右。

近几年，PMG开发出了DensiForm 工艺，采用这种工艺，可选择性地增高烧结齿轮表面的密度，同时仍保持芯部的孔隙度，从而可形成深度达到0.5-1.0mm的全致密表面层.这里讨论5挡前轮驱动手动变速器的第4挡齿轮，该齿轮有39个齿，螺旋角为33,模数为1.8mm.用粉末冶金工艺生产该齿轮，并将其和目前装在这种变速器中的常规锻钢齿轮（20MoCrS4 GN)进行了比较。粉末冶金齿轮（1.5%Mo预合金化＋0.2%C,质量分数）是用粉末进行的DensiForm 工艺加工与表面硬化制备的。

最后，将齿轮研磨到品质高于DIN7,表面粗糙度Ra<1.8μm,这可与参照的锻钢齿轮相比拟，生产过程的详细情况需要多方总结实验。在亚琛工业大学的3轴总成的成对试验台架上研究了粉末冶金齿轮和参照齿轮的负载能力，可以看到，用DensiForm工艺加工的粉末冶金齿轮的负载能力是位于常规锻钢齿轮的负载范围之内的。特别是在50%存活率下的齿根弯曲疲劳强度为675MPa,这可和锻钢齿轮的750MPa相比拟，也就是说表面致密化的粉末冶金齿轮的负载能力约为常规锻钢齿轮的90%.在施加转矩为340N·m(相当于齿根应力为685MPa)下，2种齿轮在10x106-50x106周次间都因齿根断裂而失效,但齿侧面仍然没有损伤与剥蚀的迹象。因此，粉末冶金齿轮的使用性能完全适合于目前的变速器之用。

结论：

手动变速器同步模块的零件都是粉末冶金零件产业的开发对象，未来几年这些零件可能有助于粉末冶金零件产业快速增长。这种增长是以材料性能、生产工艺及新型零件适用的进展为基础的。本书的研究表明，最近几年粉末冶金钢和功能材料（如摩擦层）的整体与表面性能都有所改进。这些进展是通过采用先进的生产设备和工艺，例如可烧结 Cr合金化钢的炉子或诸如 DensiForm的选择性表面致密化工艺实现的。包括滑动齿套与负载齿轮在内的新型粉末冶金零件的被认可都为粉末冶金工艺在变速器中的新应用开场。