粉末冶金材料技術

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粉末冶金材料技術范文第1篇

關鍵詞：粉末冶金；發展；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.011

1 粉末冶金的起源c概述

1.1 粉末冶金的起源

在1930年代，螺旋磨削后還原鐵粉，因此鐵粉和碳粉制成的鐵基粉末冶金方法的機械零件獲得快速發展。 第二次世界大戰后，粉末冶金技術就得到了快速發展，新的生產技術和技術設備，許多新材料和產品可以衍生出一些特殊材料的制造領域，成為現代工業的重要組成部分。

1.2 粉末冶金的概述

粉末冶金是一項能將金屬粉末或金屬粉末（或金屬粉末和非金屬粉末的混合物）作為原料燒結，制造出金屬材料、復合材料以及各種類型的產品技術。粉末冶金方法和生產陶瓷有相似的地方，都是粉末燒結技術的一部分，因此，一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術的優點，它已成為解決問題的關鍵性新材料，在整個工程系統領域的發展中發揮關鍵作用。但是從定義上說粉末冶金產品往往是遠超出了材料和冶金的范圍，通常跨越多個學科（材料、冶金、機械、力學等）的技術。特別是現代金屬粉末3 d打印技術，集機械工程、AUTOCAD、逆向工程技術，分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術共同與粉末冶金產品技術進入一個更全面的現代技術的學科。

2 我國粉末冶金面臨的技術難題

我國冶金技術目前的困難，是如何積極培育自己的核心競爭力的團隊已成為國家和企業急需的解決問題。我們都知道汽車零部件核心技術的價值所在，高價值主要包括：發動機進排氣閥，發動機連桿，傳動齒輪同步器錐環和泵在主從動齒輪等等。在這些零部件中，主流技術，粉末冶金技術。如：連桿是發動機的重要部件之一，許多進口車型的繪圖規則都有連桿疲勞試驗載荷，而且載荷下的載荷疲勞循環次數每年超過500多萬次。而國產汽車發動機連桿鍛造鋼連桿和連桿疲勞鑄造用途大多數次大于500000周以上是比較困難的，因為汽車鋼部件的連桿沒有切割，微小缺陷對連桿的疲勞壽命影響較大。國外主流主要采用粉末鍛造，如：別克汽車，德國的寶馬，GNK公司制造的連桿甚至達到了1041MPa的抗拉強度。因此，要培養自己的核心競爭力，首先必須加強對粉末冶金技術的發展，加強國內零部件的競爭力，從技術薄弱為突破點。

3 粉末冶金在我國工業家族中的布局與現狀

3.1 布局

根據中國粉末冶金協會的統計數據，34家企業有國內大中型粉末冶金生產（占全國64%），53家企業數量累計產量長期53家企業生產比重高達85% ，大多數都是粉末冶金部件制造商有34家公司專注于進行改革發展。 在過去十年中，我國受益于汽車生產的增長，汽車用粉末冶金零件的需求也呈現快速增長的局面。 未來，除了汽車工業本身的成長，粉末冶金部件的需求也將從雙重替代進口替代和加工零件更換中受益，粉末冶金用量將得到明顯改善，保護傳統粉末冶金汽車備件的需求將保持穩定增長。自2008年以來，從行業發展趨勢，由于價格優勢，世界粉末冶金生產焦點逐漸轉向中國，日本的生產，有明顯的下降。根據中國粉末冶金協會在34家粉末冶金企業生產基地，2009/2010/2011粉末冶金自行車用量分別為3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消費增長趨勢明顯，2011年略有下降，2012年并恢復到3.71 kg / m的水平。行業信息網絡認為，考慮到車輛節能，產品輕便和精確的吸引力，隨著中國粉末冶金生產企業的未來規模大，技術加強的成本優勢仍強，進口替代粉末冶金零件在需求增長的趨勢下將繼續發生。

3.2 現狀

根據中國研究結果，2017年我國粉末冶金產品的平均自行車用量至少為8公斤，這個差異不從國外計算粉末冶金用量（進口或部分裝配件）的發動機，這部分進口替代需求構成了粉末冶金部件未來需求增長的一部分。我們保守估計，未來車輛本地化的粉末冶金的更換率約為自行車用量的7% - 9%。研究及相關原材料，輔助材料，各種粉末制備，燒結設備制造設備的生產。 產品包括軸承，齒輪，硬質合金刀具，模具，摩擦產品等。 軍事企業，采用粉末冶金技術生產鎧裝穿刺魚雷，制動副坦克等飛機的重型武器裝備。 粉末冶金汽車零部件近年來已成為粉末冶金工業在中國最大的市場，約60%的汽車零件用于粉末冶金零件。

4 粉末冶金在我國的發展前景

4.1 發展

粉末冶金工業在中國已經有近十幾年的快速發展，但與國外工業仍存在差距如：企業規模小，經濟效益遠，與國外企業長距離。 各種產品交叉，企業競爭激烈。況且大多數企業缺乏技術支持，研發能力，產品規模低，難以與國外競爭。加工設備及配套設施落后。產品的出口貿易渠道常被限制。

4.2 前景

隨著中國加入了世界貿易組織，上述問題已顯著經改善，因為加入世界貿易組織后，國際市場將逐漸使粉末冶金市場將進一步得到擴大的機會。與此同時，越來越多的企業在引入粉末冶金和相關技術水平的外國資本和技術，我國冶金項目有就是這樣得到改善和發展的。依據目前的數據，我國的粉末冶金零件與各項產值超過55.1億人民幣，占全球市場份額非常的小，根據我國國粉末冶金制造業在2014年和2018年生產報告和銷售記錄預測出轉型的升級空間等。中國粉末冶金行業中的54家企業協會統計，2013年我國粉末冶金零部件的生產總值實現了主營業務收入484.11億元，增長40左右同比增長了2個百分點，利潤為7.6億元人民幣，是去年同期的兩倍左右。在生產粉末冶金零部件行業里頭實現了工業產值突破了57億多元人民幣，其中新產品的產值達到了7.3億RMB，新產品（新產品輸出/工業產值）所占比例為14.4%。且行業銷售產值達到57.73億元RMB，其中出口價值8.28億元RMB，出付價值/工業銷售價值的21.62%。從生產規模和銷售規模分析，根據中國粉末冶金協會的統計數據顯示，2017年中國粉末冶金零部件的行業產量2.61142億噸，增長49.31%；銷售了182萬噸左右，增長63.75%。先后通過引進了國外的先進技術和自主發展創新，在我國粉末冶金工業的新技術的表現和快速發展的趨勢下，在各種我國的機械通用零部件行業里，粉末冶金行業是這一年增長和發展得最快的一個產業，我國家的GDP增長率是36.12%。當下全球制造業迅速轉移到中國的步伐正在加速，各種汽車工業和高科技產業的快速發展都離不開粉末冶金的各項技術，因此。粉末冶金行業的發展給各種行業的發展帶來了一個個有利的機會和良好的市場空間。所以，我國將粉末冶金產業列為了我國優先發展的行業，并鼓勵外企和投資公司對其進行大力發展。

5 結束語

粉末冶金工業是機械工業在重要零部件制造中的基礎。 近年來，中國自行發展通過不斷引進國外先進技術和創新，粉末冶金工業和技術在中國的組合顯示出了快速發展的趨勢，是中國機械通用部件行業增長最快的行業之一。 在中國經濟的快速發展中，特別是在中國汽車工業發展勢頭強勁的推動下，中國粉末冶金行業增長強勁。 粉末冶金汽車配件占45%以上，粉末冶金汽車配件成為中國粉末冶金行業最大的市場。

參考文獻：

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粉末冶金材料技術范文第2篇

[關鍵詞]Al；Zn；Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料；組織和性能；影響

中圖分類號：TB333 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0337-01

20世界40年代，我國對鐵基粉末冶金摩擦材料就開始了研究，在50年代，將其應用在了航天領域。鐵基材料不僅耐高溫，而且承載能力強，價格低廉。但是，鐵基粉末冶金摩擦材料與鋼鐵等金屬材料混合使用時，容易發生粘結【1】。為降低鐵的塑性，使其強度得到進一步增強，因此添加了其他元素來達到這一目的。在上世紀60年代，我國開始研制鐵基粉末冶金制動材料，并且取得了一定成就。隨著社會經濟和交通運輸業的發展，摩擦材料的應用更加廣泛，對制動性能的要求更加嚴格。鑒于此，本文結合新工藝、新技術對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料展開進一步的研究和探討。

一.粉末冶金摩擦材料新技術

實踐表明，當前廣泛使用的鐘罩爐加壓燒結法存在能耗大、原材料利用率低、成本較大等缺點。因此，新工藝、新技術的研究是為了在保證產品性能的前提下，保證生產成本最低，獲得較好的經濟效益和社會效益。

（一）無壓燒結工藝

研究資料表明，傳統的燒結工藝最突出的問題就是資源浪費【2】。因此，相對于傳統的燒結工藝，無壓燒結工藝不需要施加壓力就能夠實現材料的燒結，因此，這一項新型的工藝得到了廣泛應用。現實中，無壓燒結工藝主要有軋制法、電鍍法以及離子噴涂法等。該項工藝制備的材料具有摩擦系數小、孔隙率較高等特點。

（二）粉末軋制工藝

此種工藝指的是壓實被引入旋轉軋輥之間的粉末，使之形成粘聚狀態的半成品，然后對其進行活化燒結的一種工藝。通過實踐表明，粉末軋制工藝所制備的材料，具有較高的使用性能。

（三）表面處理技術

表面處理技術主要包含兩個方面，一是通過對材料表面進行滲氮、滲硼及硼鉻共滲來達到摩擦材料燒結的目的；另一方面，通過處理材料表面，使其形成氧化膜。而提高產品的質量和改善多層燒結，是通過骨架與粉末層的粘結來實現的【3】。

二.Al、Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

（一）.試驗方案

為了進一步了解Al、Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響，本文進行了試驗分析。本實驗用純度大于99%的Al和Zn及純度大于99.5%的Fe-18Cu各200目。并結合試驗需要，準備了最先進的試驗機、混料機、顯微鏡等設備。本實驗中，試樣制備的工藝為：原料配料、混合壓制加壓燒結。為了保障試驗的可靠性，對各項工藝參數進行了嚴格的設置，對各項材料性能也進行了專業的測試。

（二）. Al對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

眾所周知，Cu不僅導熱性能好，而且抗氧化能力強，因此和鐵質對偶件的相溶性比較小，因此銅基摩擦材料耐磨且結合平穩。但是，在高負荷條件下，銅基粉末冶金摩擦材料摩擦系數不穩定。因此，結合鐵基與銅基材料的優點，研制新型的摩擦材料有非常重要的意義。

通過試驗表明：

（1）Al 元素添加量對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能有一定的影響。當添加量低于3%時，材料組織有 AlCu4新相生成，其基體組織也被細化，而且晶粒分布非常均勻。當添加量不斷增加時，材料的力學性能也不斷提高。試驗表明，當Al 元素添加量為 2%時，基體力學性能最好，硬度達到95.5HB，抗壓強度達到368Mpa。

（2）試驗表明，當Al含量增加時，材料摩擦系數先呈上升趨勢，而后又緩慢下降；當Al含量等于2%時，材料表面形成致密的薄氧化膜；當Al含量等于3%時，材料表面生成較厚氧化膜，而且容易剝落；此外，試驗表明材料的磨損主要為犁削磨損。

（3）Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響

Zn具有強化基體的功能，通過試驗表明，Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響如下：

（1）當添加0%-2%的Zn元素時，材料在顯微鏡下顯示有FeZn3新相生成，添加Zn的材料組織孔隙率下降，晶粒細化；當Zn含量增加時，材料的抗壓強度先呈上升趨勢，后逐漸下降；當Zn含量為1%時，該材料硬度和抗壓強度最佳，分別達到103HB和383MPa。

（2）當加大Zn元素的添加量時，材料的摩擦系數先下降后上升。在轉速500r/min、Zn含量為1%時，摩擦系數為0.268；當轉速1500r/min、Zn含量為1.5%時，摩擦系數為0.260；在轉速為中速時，加入Zn元素的材料的磨損形式為氧化磨損；當轉速為高速時，材料磨損形式主要是疲勞磨損以及磨粒磨損。

三. 結束語

鐵基粉末冶金摩擦材料和鐵質對偶件有較大的相溶性，所以容易在摩擦時拉傷對偶表面，甚至產生較深的溝槽，導致制動性能降低或不穩定。而銅基摩擦材料，不僅抗氧化性能較好，而且耐磨性好，但是銅基摩擦材料的制備成本較高。因此，要滿足使用性能以及考慮經濟成本，研發價格經濟、性能又好的摩擦材料是當前市場備受關注的問題。本文主要結合新工藝和新技術，對鐵銅基粉末冶金摩擦材料進行試驗和研究，并且從物理性能以及力學性能等多方面來闡述研究結果，從而揭示Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的組織結構和性能，為Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料的進一步應用與開發提供科學的資料【4】。

參考文獻：

[1] 楊明.Al、Zn對Fe-18Cu基粉末冶金摩擦材料組織和性能的影響[D].南京航空航天大學，2011.09（14）：117-118.

[2] 黃建龍，王建吉，黨興武，陳生圣，謝軍太.鋁含量對銅基粉末冶金材料性能的影響[J].與密封，2013，01（31）：156-160.

粉末冶金材料技術范文第3篇

公司的主要競爭優勢

1、人才和研發優勢

公司充分發揮自身在粉末冶金復合材料領域的強大技術優勢，凝聚了一批國內頂尖的新材料人才隊伍。其中公司的創始人黃伯云先生曾為我國“863”計劃新材料領域首席科學家、中國工程院院士、2004年度國家科技發明獎一等獎獲得者。公司現有享受國務院特殊津貼者3人，博士、博士后18人，碩士21人。擁有中級以上技術職稱的人數占員工總數的17.39％。與博云新材保持長期合作的中南大學國家級研發機構包括：粉末冶金國家重點實驗室、輕質高強結構材料國防科技重點實驗室、粉末冶金國家工程研究中心、國家有色金屬粉末冶金產品質量監督檢驗中心等。

2、國家產業政策重點支持優勢

博云新材研制的高科技產品涉及的行業被國家列為優先重點發展的行業，符合國家產業政策的發展要求。公司還承擔了國家重點工業性實驗、國家高新技術產業化示范工程等十余項國家、省、市級科研項目。公司生產的高科技粉末冶金復合材料產品打破了國外競爭對手長期壟斷的格局，有利于我國新材料產業趕超世界先進水平，尤其是公司的航空產品(軍用、民用飛機剎車副)和航天產品，確保了國家航空戰略安全，同時在國防上具有重要戰略意義。

3、細分產品市場優勢

公司首獲國內大型干線飛機一波音757飛機炭／炭復合材料飛機剎車副的PMA證書，公司開發生產的圖一154飛機剎車副，獲得俄羅斯圖波列夫設計局頒發的生產許可證，公司開發的波音737-700／800飛機Goodrich機輪用粉末冶金剎車副是國內唯一取得民航產品生產許可證(PMA)的產品。博云汽車生產的環保型高性能汽車剎車片已配套多家汽車主機廠，近年來的銷售額成持續上升局面。博云東方生產的高性能級進沖壓模具材料占國內市場份額持續穩定增長。

4、可持續發展優勢

博云新材開發的粉末冶金復合材料產品已在航空航天、汽車、高端沖壓模具等應用領域得到了市場的充分認可，成功打入了原來由國外企業壟斷的細分領域。公司開發的高性能粉末冶金復合材料產品通過在當前航空航天、汽車、高端沖壓模具三個領域的應用，為公司產品拓展在其它領域的應用奠定了堅實的技術基礎。公司產品未來將逐漸應用于高速列車、工程機械、船舶、石油、化工等領域，保證了公司的可持續性發展能力。

5、價格優勢

博云新材的競爭優勢尤其體現在產品的價格上。公司生產的粉末冶金復合材料產品主要與國外廠家進行競爭，飛機剎車副、環保型高性能汽車剎車片的價格為國外同類產品的60％左右，高性能模具材料價格為國外同類產品的50％左右，具有明顯的價格優勢，性價比高。

募集資金用途

粉末冶金材料技術范文第4篇

關鍵詞： 轉向管柱； 粉末冶金； 移動架； 模具設計； 工藝； 材料

中圖分類號： TF 124.32文獻標志碼： A

The Development of Powder Metallurgy Movable Frame

of Automotive Steering Column

PENG Jingguang， CHEN Di

（Shanghai Automotive Powder Metallurgy Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

Abstract： The movable frame is one of the critical parts of automotive steering column.This paper dealt with the structure，performance，material selection and production process of it.It was complicated in shape with high precision.It hence always failed if it was produced with traditional machining method.In order to achieve massive production，powder metallurgy was used to produce parts of automotive steering column，which could improve the production efficiency and reduce the costs.Therefore，powder metallurgy movable frame with high precision，high strength complicated shape and in accordance with actual conditions could be developed by working out rational technology.

Keywords： steering column； powder metallurgy； movable frame； mold design； technology； material

粉末冶金是一門制造金屬與非金屬粉末和以其為原料，經過壓制、燒結及各種后續處理工藝制取金屬材料和制品的科學技術，是一項以較低的成本制造高性能鐵基粉末冶金制品的技術[1-2].近年來，隨著汽車行業飛速發展，為了降低汽車的生產成本，越來越多的零部件用粉末冶金方法來制備.

轉向管柱是車輛轉向系統中的重要部件.其主要作用是通過接收駕駛員作用在方向盤上的扭矩，將其傳遞到轉向器，從而使方向盤的轉動轉化成齒條的移動，控制車輪按照預期方向運動[3].轉向管柱中的粉末冶金移動架（如圖1所示）是轉向管柱實現前后上下4個方向調整的核心零件，分別和另外2個粉末冶金齒條相配合，實現方向盤的調節功能.同時，轉向管柱的移動架是汽車中的安全件，對密度和性能有一定的要求，且需要熱處理.該產品若采用傳統機加工的方式，幾乎不能加工，形狀非常復雜，且精度要求較高.因此，為了實現大批量生產，使用粉末冶金的方法來制造該零件，解決了目前生產效率低、制造成本高的問題.

1零件的結構和性能特點

粉末冶金移動架，其形狀復雜，在整個轉向柱中起承上啟下的關聯作用，分別與軸向架、徑向架的齒部咬合，使轉向管柱具有多方向的調節作用（如圖2所示）.包括平齒面A、斜齒面B、限位凹面C、帶鍵槽的內孔D，以及限位柱E.尺寸精度方面，其中齒形輪廓度要求0.05 mm，齒面高度差≤0.15 mm，限位柱和限位凹面輪廓度0.1 mm.

2材料和壓機的選擇

2.1材料的選擇

鑒于產品的結構特點、性能以及材料要求（材料牌號：Sint D11，w碳>0.75%，w銅為1%～5%），基礎鐵粉選擇霧化鐵粉，選用硬脂酸鋅為劑.硬脂酸鋅熔點低，稍加熱就能使其熔化成液相來減少粉末的內外摩擦，使其容易成形.

2.2壓機的選擇

根據產品的截面積和密度要求，測算出產品大概需要50 t的壓制壓力來制備.壓制壓力F可按下式計算[4]：

F=kps（1）

式中：p為單位壓力；s為受壓橫截面積；k為安全系數，k=1.15～1.50，取1.20.

根據式（1）計算壓制壓力，則F=1.2×5×8.4=50.4 t.

同時需要上一下三的模具結構，考慮形狀和結構特別復雜，所以選擇使用160 t機械式壓力成形機和上二下三的標準模架.

3工藝流程設計

3.1工藝的制定

根據產品要求，工藝制定如下：混料、壓制、燒結、振動去毛刺、滲碳淬火、清洗和包裝.由于產品精度要求高，在試驗過程中需嚴格控制磕碰傷.

3.2粉末的混合

采用雙錐型自動混料設備，其優點在于無死角、效率高、易清理，非常適合大批量生產[4].混料后粉末泊松比為2.8～3.2，壓縮性大于7.0.由于產品具有很高的硬度要求，為保證成分的穩定性，采用全自動秤料系統.

3.3壓制工藝

圖3為轉向管柱粉末冶金移動架壓制成形過程，分為粉末充填、粉末傳輸、壓制和脫模4個階段.

由于采用上一下三的成形結構，產品每部分充填值都要非常精確，才能保證壓制時每段密度是均勻的.為保證產品上下段密度均勻，成形過程中采用陰模和芯棒同時浮動.脫模時，采用保壓拉下式脫模，并以內下模為基準點，把產品完全從模具中脫出.壓制壓力50 t，壓制效率6件/min，產品高度直接達到成品要求.

3.4燒結工藝

燒結是粉末冶金生產過程中最基本的工序之一.所謂燒結，就是將粉末壓坯在低于其主要成分熔點的溫度下進行加熱，從而提高壓坯強度和各種力學性能的一種過程[2].FeCCu三元體系的燒結為有限多元系固相燒結類[2].采用連續式普通網帶燒結爐進行燒結，燒結溫度為1 120 ℃，燒結時間30 min，采用氨分解和氮氣的還原性保護氣氛，露點為-40 ℃，防止產品氧化并去除表面氧化顆粒.冷卻段采用常規水冷.

3.5振動去毛刺

鑒于產品的使用工況，產品外觀不允許有毛刺和飛邊.移動架形狀又較為復雜，采用盤刷或者噴砂的方式都不可行，所以選用鋼球振動的方式去毛刺，其效率高、去毛刺效果好.去毛刺介質選用鋼球，振動時間為10 min.

3.6熱處理工藝

熱處理采用鐵基粉末冶金通用的整體滲碳淬火[5]，即在分解氨氣氛下，將燒結的零件加熱到860 ℃，保溫30 min，然后在860 ℃下將零件淬于50 ℃溫油中.最后在150 ℃下回火5 min，達到硬度要求.

3.7清洗包裝

由于零件用于汽車轉向管柱系統，所以對產品清潔度有一定要求.采用高壓油清洗工藝可以符合要求，也具有一定的效率.產品清洗后，采用散裝的方式進行包裝.

4模具的設計

4.1成形模具主要零件的尺寸計算

4.1.1陰模高度

陰模高度應滿足粉末充填和定位的需要.因此，陰模高度一般包括粉末充填的高度、下模沖的定位高度和上模沖壓縮粉末前進入陰模的深度[6]，即

H陰=H粉+h上+h下（2）

下模沖的定位高度h下是根據下模沖與陰模之間的裝配需要而選定的.總的來說，以能滿足下模沖在陰模的定位需要為原則，一般取10～30 mm，本文中取20 mm.上模沖的定位高度h上取0.綜上，陰模高度為：

H陰=65+20+0=85 mm

4.1.2陰模和模沖尺寸確定

由于移動架形狀特別復雜，所以每個模沖的尺寸需要同比例縮放，由材料試驗結果得到，壓制彈性后效為0.15%，燒結變形量為0.25%.根據模具尺寸計算公式如下[6]：

D=D產（1-t-s）（3）

式中：D為模具尺寸；t為壓坯的徑向彈性后效；s為壓坯的徑向燒結收縮率；D產為產品外徑.通過該公式可計算出每個模沖的尺寸.

4.1.3模沖高度的計算

由于采用上一下三的成形結構，上模高度只需采用閉合高度的最小值，通常取100 mm.

外下模計算如下[6-9]：

H外下模=H陰+H法蘭+H脫模（4）

式中：H外下模為外下模高度；H陰為陰模高度；H法蘭為安裝用法蘭高度，通常取15 mm；H脫模為脫模所需要高度，通常取10～20 mm.

根據式（4），H外下模=85+15+10=110 mm.

中下模計算如下[6-9]：

H中下模=H外下模+H法蘭+H脫模+H墊塊（5）

式中：H中下模為中下模高度；H墊塊為外下模墊塊高度.

根據式（5），H中下模=110+15+10+50=185 mm.

內下模計算如下[6-9]：

H內下模=H中下模+H法蘭+H脫模+H墊塊

式中：H內下模為中下模高度.

根據式（5），H內下模=185+15+10+40=250 mm.

4.2模具設計中的注意事項

移動架較為復雜，產品臺階數多，設計過程特別需要注意模具的分型區域.同時，單個模沖的成形面積特別小，模沖又特別長，熱處理硬度需要控制在特別緊的范圍內.在試驗過程中，模具壽命是難點，需要在脫模、圓角過渡等方面特別注意.

通過大量的理論計算和實際生產的細節討論，制定了轉向管柱移動架生產的模具樣式和具體的試驗工藝.通過混料、壓制、燒結和熱處理等一系列工序設計，對移動架的開發進行了詳細的說明.在所有的工作中，模具設計是重點.經過對移動架的設計，可以制造該零件為生產所需.目前該產品已經實現批量生產，取得了較好的經濟效益，解決了機加工高成本和低效率的問題.

參考文獻：

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粉末冶金材料技術范文第5篇

關鍵詞：汽車；制動；穩定性；熱衰退

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

1概述

制動性能是車輛最為重要的主動安全性能，其穩定性與行車安全密切相關。摩擦材料對溫度的敏感性是制動穩定性的主要影響因素之一。在制動過程中，整車的運動動能通過摩擦材料與制動器間的摩擦轉化為其他形式的能量，其中，約90%轉化為熱能，表現為制動器溫度的升高。隨著溫度的上升，摩擦材料的表面膜、機體表層發生復雜的物理和化學變化，從而導致摩擦系數發生明顯變化。

摩擦材料的摩擦系數在較低的溫度區間隨著溫度的升高而增加；但在溫度持續升高時，摩擦材料發生熱衰退，摩擦系數隨著溫度的升高而降低；而當溫度降低到低溫區間后，摩擦系數又會逐漸恢復。摩擦材料的這一特性使制動器的制動性能不同溫度下發生明顯變化。

不同的摩擦材料對溫度的敏感特性不同。目前，汽車制動器所使用的摩擦材料主要有無石棉有機摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、金屬陶瓷摩擦材料、新型混雜纖維摩擦材料、新型陶瓷摩擦材料等。其中，粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料應用較為廣泛。

粉末冶金摩擦材料是以金屬及其合金為基體，添加摩擦組元和組元，用粉末冶金技術燒結形成的復合材料，具有較好的高溫強度、耐熱性、熱穩定性和經濟性；金屬陶瓷摩擦材料是由金屬基體、組元和陶瓷組分組成的復合材料，也是采用粉末冶金工藝制備而成，其具有較高的熱容量、良好的熱導性、耐高溫、耐磨、摩擦系數高、壽命長等特點，在高溫下仍能保持優良的性能。

本文選取了4種不同類型的汽車制動器，并通過制動器臺架試驗，對制動器制動性能隨溫度的變化規律開展研究。

2試驗設備及方法

2.1試驗設備

制動器慣性試驗臺能夠利用制動器臺架試驗再現實車制動過程，并模擬實車制動的冷卻條件，廣泛應用于制動器總成性能測試。試驗臺由計算機、液壓系統、控制系統、主軸及主軸驅動系統、慣量系統等構成。計算機控制試驗臺的啟停并記錄試驗數據；液壓系統為受試件提供制動壓力；控制系統接收計算機控制指令并實施主軸驅動和制動控制；主軸由直流電機驅動，用于獲得制動初速度；慣量系統由不同慣量的等比飛輪構成，可以模擬不同類型車輛的行駛慣量。

2.2安裝方法

按照文獻4規定，為被測樣品的制動蹄片、制動襯片安裝測溫熱電偶，并將被測樣品安裝在制動器慣性試驗臺上。

2.3試驗方法

以65km/h的速度，3.5m/S2的減速度進行200次磨合制動（初始制動溫度不超過120℃），然后進行第一次衰退試驗：

初次制動初溫：78～80℃；

制動初速度：最高設計車速不超過140km/h時，為80km/h；最高設計車速超過140km/h時，為100km/h；

制動壓力：第1次制動減速度為4.41 m/S2，后續制動與第一次制動的壓力相同；

制動次數：10次；

制動周期：45s；

冷卻條件：關閉送風系統

完成上述試驗后，以65km/h的速度，3.5 m/S2的減速度進行20次磨合，然后按照第一次衰退試驗的試驗條件重復試驗，記為第二次衰退試驗。

3試驗結果分析

記錄試驗過程中初始制動溫度、終止制動溫度、平均制動力矩、制動壓力、制動減速度等試驗參數，并計算單位管路壓力下的平均制動力矩（下文記為單位平均制動力矩）。衰退試驗中，制動力矩下降和升高的程度，用衰退率來表示

3.1樣品1，鼓式制動器，采用粉末冶金摩擦材料

兩次衰退試驗中，隨著溫度的升高，制動減速度與單位平均制動力矩均呈下降趨勢。低于100℃時，制動器具有最佳制動性能，而10次連續制動后，溫度上升至近250℃，制動效能的衰退率也高達近40% 。

3.2樣品2，鼓式制動器，采用金屬陶瓷摩擦材料：

第一次衰退試驗中，隨著溫度的升高，制動減速度與單位平均制動力矩均呈上升趨勢，在近300℃的高溫下，制動器獲得最佳制動性能；而在第二次衰退試驗中，最佳制動效能對應的溫度區間為170℃～230℃，溫度繼續升高時，制動減速度和單位平均制動力矩雖然有所降低，但其穩定性較好。可見，采用了金屬陶瓷摩擦材料的制動器在較高的溫度下仍能獲得較高制動效能。

3.3 樣品3，盤式制動器，采用金屬陶瓷摩擦材料

兩次衰退試驗中，隨著溫度的升高，制動減速度和單位平均制動力矩有所降低，但在200℃～400℃的溫度下，制動器能夠獲得較為穩定的制動效能。

3.4 樣品4，盤式制動器，采用粉末冶金摩擦材料200℃時，制動器能夠獲得最佳制動性能，但在第二次衰退試驗中，由于持續制動，溫度急劇升高至近500℃，制動效能也有較為明顯的衰退，可見其制動效能的穩定性較差。

（上邊1、2、3、4 4個樣品的實驗數據或者曲線對比圖呢？做出來的制動效能的數據呢，這四組數據時最關鍵的啊）

4總結

綜合本文上述分析，可得以下結論：

制動器制動性能的熱穩定性與摩擦材料密切相關；采用金屬陶瓷摩擦材料的制動器較采用粉末冶金摩擦材料制動器具有更好的熱穩定性；

在200℃～400℃的高溫區間，采用陶瓷摩擦材料的制動器仍具有較高的制動效能或是穩定的制動性能，而采用粉末冶金摩擦材料的制動器則會出現明顯的熱衰退現象；我國汽車行業推薦標準QC/T 564-2008規定進行制動器制動效能測試時，參考試驗的制動初溫均為（80±2）℃，但新型制動材料往往在較高的溫度區間上具有更為穩定的性能，因此，對應用了新型摩擦材料的制動器，上述制動初始溫度的規定有待商榷。

隨著新型摩擦材料研究的出現，相關標準的部分條款已不再廣泛使用，只有不斷細化、更新標準技術內容，開展標準研討才能充分發揮其指導作用，推動制動技術向前發展。

參考文獻

[1]馬衛平，野南海. 汽車用摩擦材料國外研究進展[J]. 企業技術開發，2007，（05）：31

[2]馬東輝，張永振，陳躍，官寶. 制動摩擦材料高速摩擦學性能的主要影響因素[J]. 與密封，2003，（06）：44-47.