粉末冶金是制造“綠色”汽車(chē)的優(yōu)選
汽車(chē)所使用的粉末冶金產(chǎn)品，是科技含量非常高的制品，它可減輕汽車(chē)重量和降低制造成本，并具有優(yōu)化汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、提高汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用，目前世界上用于汽車(chē)上的粉末冶金零部件已超過(guò)400多種。
作為一種典型的凈終形制造技術(shù)，粉末冶金在節(jié)能、省材、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效等諸多方面具有優(yōu)勢(shì)，逐漸被各行業(yè)所認(rèn)知并得到廣泛應(yīng)用；特別是汽車(chē)粉末冶金制品的應(yīng)用與快速發(fā)展，推動(dòng)了粉末冶金行業(yè)步入發(fā)展的快車(chē)道。
為了探究粉末冶金技術(shù)及產(chǎn)品在汽車(chē)工業(yè)中的具體應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，記者采訪(fǎng)了中國(guó)機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會(huì)粉末冶金專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問(wèn)韓鳳麟教授。
國(guó)際應(yīng)用廣 中國(guó)潛力大
韓教授介紹，粉末冶金是以金屬粉末為基本原料，用成形-燒結(jié)制造金屬制品的一種新型金屬成形技術(shù)。1940年，美國(guó)一家大型汽車(chē)公司就已將所使用的全部油泵齒輪改為粉末冶金齒輪，從此粉末冶金結(jié)構(gòu)零件在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中扎下了根。
據(jù)資料顯示，2006年國(guó)內(nèi)粉末冶金零件總產(chǎn)量為7803萬(wàn)噸，其中汽車(chē)用粉末冶金零件的產(chǎn)量已達(dá)2887.7萬(wàn)噸；另外，就平均每輛輕型車(chē)（包括 轎車(chē)）中使用的粉末冶金零件重量的進(jìn)展情況看，2006年國(guó)內(nèi)每輛車(chē)平均使用3.97公斤，日本為8.7公斤，北美則為19.5公斤。此外，汽車(chē)行業(yè)現(xiàn)在 待開(kāi)發(fā)的粉末冶金零件應(yīng)用部分，大體上發(fā)動(dòng)機(jī)零件為16~20公斤，變速器零件為15~18公斤，分動(dòng)器零件為8~10公斤，其它為7~9公斤。可以看出，中國(guó)發(fā)展粉末冶金汽車(chē)零件的市場(chǎng)潛力非常大。
粉末冶金零件可降成本和車(chē)重
談到粉末冶金汽車(chē)零件的生產(chǎn)發(fā)展與現(xiàn)狀，韓教授講，汽車(chē)制造中使用的粉末冶金零件主要是燒結(jié)金屬含油軸承和粉末冶金結(jié)構(gòu)零件，前者主要是由90Cu-10Sn青銅生產(chǎn)，后者基本上由鐵粉為基本原料制造。
下面是幾個(gè)粉末冶金技術(shù)應(yīng)用的例子：一種粉末冶金64齒取力器驅(qū)動(dòng)齒輪，比由鋼切削加工的零件節(jié)約成本約40%，并且齒輪的齒不需要后續(xù)加工；一種 粉末冶金汽車(chē)手動(dòng)變速器同步器環(huán)，和常規(guī)生產(chǎn)的同步器環(huán)相比，可降低成本38%；一種粉末冶金復(fù)合行星齒輪架，其極限強(qiáng)度比鑄鐵切削加工件高40%，而成 本減少35%以上……
從韓教授舉例的12種獲得各種獎(jiǎng)項(xiàng)的粉末冶金零件可以看出，其中至少有3種零件采用了選擇性密實(shí)技術(shù)加工，2種零件是用溫壓技術(shù)制造的，6種零件是 由2個(gè)以上不同零件組合而成，在組合零件中最多的一種是由18個(gè)粉末冶金零件組合而成。韓教授說(shuō)，這些獲獎(jiǎng)零件表明，粉末冶金零件不但可替代鑄鐵件、鍛鋼 件、切削加工件，省工、省料、節(jié)能，減少生產(chǎn)成本，而且可減輕零件重量，有利于汽車(chē)輕量化。更為重要的是，粉末冶金組合零件的發(fā)展，標(biāo)志著有些零件只能用 粉末冶金技術(shù)制造，具有重要的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)意義。
粉末冶金是一種“綠色”制造技術(shù)
目前，粉末冶金已經(jīng)被業(yè)界公認(rèn)為是一種綠色、可持續(xù)的制造技術(shù)。對(duì)此，韓教授從粉末冶金的持續(xù)性功能、材料可持續(xù)性、能源可持續(xù)性、設(shè)備可持續(xù)性、環(huán)境可持續(xù)性、可持續(xù)就業(yè)、可持續(xù)價(jià)值優(yōu)勢(shì)等幾個(gè)方面做了介紹。
例如在持續(xù)性功能方面，粉末冶金的最終成形能力與材料利用率很高，可使全部能源消耗最小化。與傳統(tǒng)工藝（熱加工+冷加工）的鑄造或鍛造+切削加工相比，粉末冶金工藝制造同一零件只需要采用較少的幾道工序，即能完成工序較多、較復(fù)雜的工藝。
在材料可持續(xù)性方面，粉末冶金的最終成形能力是其主要優(yōu)勢(shì)。例如成形一個(gè)齒狀零件，傳統(tǒng)切削工藝會(huì)有高達(dá)40%的材料變成切屑，而在粉末冶金用的全 部粉末中，85%是由再循環(huán)回收的材料生產(chǎn)的。在粉末冶金零件生產(chǎn)過(guò)程中，各道工序的廢料損失一般為3%或更少，其材料利用率可達(dá)95%。
在能源可持續(xù)性方面，一般的傳統(tǒng)制造工藝需要經(jīng)過(guò)幾次加熱與再加熱工序才能最終成形；而用霧化法生產(chǎn)鋼粉或鐵粉時(shí)，只需要將廢鋼料進(jìn)行一次熔煉，所 有其它熱加工作業(yè)都是在低于熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行的，這樣不但節(jié)能，而且可制成最終形狀和形成所需要的材料性能、機(jī)械使用性能。通過(guò)金屬成型工藝材料利用率的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，制造粉末冶金零件所需之能量是鍛造-切削加工零件的44%。
在環(huán)境可持續(xù)性方面，由于粉末冶金的最終成形能力特性，在一般情況下是在燒結(jié)后就制成了零件成品，即可進(jìn)行包裝、交貨。大多數(shù)情況下，加工粉末冶金 產(chǎn)品所使用的切削油是微不足道的，其冷卻水等污染源釋放的有毒污染物質(zhì)也是很少的。和其它制造工藝相比較，粉末冶金零件產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有危害。
目前，粉末冶金零件已經(jīng)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)不可缺少的一類(lèi)重要基礎(chǔ)零件。韓教授介紹，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，日本至少有住友電工、日立、三菱、保來(lái)得等12家以上主要粉末冶金零件生產(chǎn)企業(yè)在國(guó)內(nèi)建立了獨(dú)資或合資企業(yè)；臺(tái)灣的主要粉末冶金零件生產(chǎn)廠(chǎng)，如青志、三林等12家以上企業(yè)也都在東莞、無(wú) 錫、蘇州一帶建立了生產(chǎn)基地。此外，許多世界知名的歐美粉末冶金企業(yè)也相繼在國(guó)內(nèi)建立了獨(dú)資企業(yè)。韓教授認(rèn)為，不久的將來(lái)，中國(guó)大陸將會(huì)逐步成為全球粉末 冶金汽車(chē)零件最大的集散地之一。
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