粉末锻造：特点、分类与应用概述

粉末锻造是将粉末冶金和精密模锻结合在一起的工艺，兼有二者的优点。粉末锻造工艺的主要优势，是能以较低的成本和较高的效率大批量生产高性能、高精度、形状复杂的近终形或终形结构零部件。该工艺已经得到几乎所有工业发达国家的普遍重视。

粉末锻造工艺的研究，实际上起始于20世纪60年代初期。1964年美国GMC公司研究了粉末锻造汽车发动机连杆。同年英国GKN公司对粉末锻造材料、工艺及预成形坯的力学物理性能进行了研究。1970年在纽约召开的第三届国际粉末冶金会议，对粉末锻造的发展起了很大的推动，得到几乎所有工业国家的普遍重视。

美国粉末锻造一直处于领先地位，GMC公司在汽车后桥差速器中，首先使用了粉末锻造生产线上生产的齿轮。1972年Federal Mogul公司大规模生产粉末锻件，用于自动变速机构，随后轴承座圈产品月产量达10万件。该公司1976年建立了两条粉末锻造生产线，以月产60万件的速度生产汽车传动装置用零件。1984年用46Qo系低合金钢粉生产的粉末锻件已达1亿件，生产的粉末锻件近100种。目前，美国Metaldyne Corp.公司旗下有4家工厂生产汽车粉末连杆锻件，近15年来已连续生产各类粉末连杆锻件2.3亿件。

欧洲GKN烧结金属公司，目前也是世界上粉末锻件的主要制造商。自20世纪70年代中期，位于英国的GKN工厂首次批量生产保时捷928发动机连杆以来，一直非常重视粉末锻造工艺研究与产品市场开发。GKN在全球拥有KrebsogePF、Huckeswagen PF等5家粉末锻件生产企业，2004年仅粉末锻造连杆的年产量就达2500万件以上，主要供应配备在BMW、GM、Ford、DaimlerChrysier等汽车制造商的20余种各类汽车发动机上。

现在，国外粉末锻造汽车零部件的生产已实现或正向高度自动化、智能化方向发展。如：IPM公司在粉末锻造上已采用计算机设计新技术，建立了全自动化的生产线，研制了大型卡车制动系统用制动导轨等粉末锻件。美国俄亥俄州克利夫兰市变形控制技术公司建立了粉末锻造预成形坯设计的“专家系统”，利用计算机软件设计预成形坯，用以处理复杂工艺条件和材料种类粉末锻造预成形坯的设计问题。GKN公司的粉末锻造连杆与变速同步齿圈等产品的生产，已实现高度机械化与自动化，每种零件的生产线仅需1人操纵控制。(www.xing528.com)

粉末锻造工艺，通常可分为粉末热锻与粉末冷锻两类。其中，粉末热锻又可细分为：预成形坯直接热锻、烧结锻造、锻造烧结等。具体工艺过程如图5-5-1所示。

图5-5-1 典型粉末锻造工艺过程

粉末成形工艺方法的发展非常迅速，新的锻造工艺方法不断涌现。如松装锻造法、球团锻造法、喷雾锻造法、粉末包套自由锻造法、粉末等温锻造法、粉末超塑性模锻法等。除此之外的粉末成形方法还有：粉末热等静压、粉末热挤压、粉末摆动辗压、粉末旋压、粉末连续挤压、粉末轧制、粉末注射成形、粉末爆炸成形、粉末温压成形、粉末电磁成形、粉末高速锤锻成形等。