粉末冶金隶属于机械零件的加工工艺，是一种高新技术，用粉末冶金工艺制造的产品主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电和农机等行业。从全球范围来看，粉末冶金产业与汽车工业的发展高度关联。欧洲粉末冶金协会刊发的《VI-SION 2025--Future Developments for the European PM Industry》中指出，汽车工业使用的粉末冶金零件占到了粉末冶金结构件总产量的70%～80%。

当前汽车正在向高性价比、节能、轻量化和电气化的方向发展。随之相适应的是，粉末冶金材料和工艺技术的研发目标正转向提高产品力学性能、改善尺寸精度、降低产品价格以及满足健康和安全法规要求，以期为汽车产业的多种发展趋势提供有力的支持。下文带大家看看粉末冶金技术在汽车零件的应用情况。

一、粉末冶金技术在国内外汽车领域的发展

北美地区在粉末冶金领域的开放程度很高，研发、生产及咨询分工明确，合作密切。美国金属粉末工业联合会与美国能源部早在2001年就制订了短中长期发展规划，争取到2020年使得与汽车制造业相关的粉末冶金市场以每年12%的幅度递增，并使从事全行业的劳动生产率以每年8%的幅度增长。欧洲地区的粉末冶金生产技术先进，管理制度也比较完善，每年有大量的新技术、新产品被开发和应用。北欧地区尤为发达，比较典型的是代表原欧洲共同体国家的粉末冶金工业。日本汽车在1980年使用粉末冶金零件的质量为3g/辆，但应用比率却以每年6%的幅度递增。中国汽车的粉末冶金零件总用量平均不到6 kg/辆，与发达国家的差距较大。

图示：北美、欧洲和日本1980—2015年期间每辆汽车上的粉末冶金零件用量

图例：用于福特和通用汽车的自动变速器系统中使用的粉末冶金部件

二、汽车上的粉末冶金零件

1、变速器同步器锥环

在汽车机械式变速器中，同步器的作用是方便换挡，减少换挡时汽车受到的冲击。同步器锥环可以有效应对来自换挡时的各种力矩冲击，减少对同步器造成的磨损，实现变速器顺利换挡。

传统的同步器锥环主要是由铝锰黄铜精心锻造，虽然效果比较好，但制造成本却很高。因此，在同步器锥环制造中采用粉末冶金技术就可以降低成本，提高使用寿命，精度高，抗磨损性能优良。

2、正时齿轮和凸轮轴正时齿轮

曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮能够在发动机进行一系列操作时起到相应的控制作用，目的是降低燃油消耗，确保发动机顺利点火、喷油。

传统的正时齿轮和凸轮轴正时齿轮主要采用45钢或40Gr经调质处理，为了进一步降低制造成本，优化加工流程，部分汽车生产商开始采用粉末冶金技术制造上述零件，效果良好。制造正时齿轮时，要提高精度，就需要严格控制设计环节与制造环节，借助模具与电火花加工的方式提高齿轮精度。

3、发动机连杆

发动机之所以可以正常工作，离不开曲轴与活塞的支持。连接这两个部位是连杆，活塞在做往复运动时会产生相应的动力，借此就可以传递给曲轴，实现曲轴旋转。在这一过程中，连杆起到很重要的作用，需要承受各种力，还要接受力的多种变化，如果连杆的承受力度有限，刚度与强度不到位，就会直接造成连杆断裂，产生非常严重的事故；此外，刚度不到位的连杆还会出现变形的情况，致使活塞、曲轴等部位不能正常工作，发生位置上的偏差或磨损。

发动机连杆的工艺主要以铸造、锻造为主，材质为钢。目前，德国宝马、美国通

用汽车公司已经开始采用粉末冶金技术制造连杆。

4、凸轮轴

凸轮轴的作用是控制气门的开启与关闭，其位于活塞发动机之中。通常，在设计中要突出凸轮轴的强度与支撑性能，这是因为凸轮轴在旋转时会承受很大的扭矩，如果强度不够，支撑力度有限，就会影响发动机正常运行。凸轮轴与气门运动有密切关系，与发动机的动力更是密不可分，因此，要采用合理的方式制造凸轮轴，提高性能。

近几年来，新型组合式中空凸轮轴被人提出，这一类型的凸轮轴不仅重量轻便，而且能够起到有效的节能降耗效果。该类凸轮轴主要是应用粉末冶金技术进行制造，再结合烧结工艺，使凸轮轴的结构保持中空，从而提高其性能。

图 粉末冶金零件在汽车上的应用实例

如上仅为部分粉末冶金汽车零件的举例，随着汽车产销量的不断提高，人们对粉末冶金技术与经济特点的不断深入，不少优异材料、新型工艺、诸多新零件将被开发，粉末冶金材料在汽车零件上的用量不断提高，制造的零件产品也更多更广。研究表明，汽车行业现在待开发的粉末冶金零件应用部分，大体上发动机零件为16~20公斤，变速器零件为15~18公斤，分动器零件为8~10公斤，其它为7~9公斤。

参考文献：

1、粉末冶金在汽车上的应用与展望；中信戴卡股份有限公司，强国健著。

2、粉末冶金在汽车上的应用与展望；神龙汽车有限公司，高阳，徐岳锋，田杰平等著。

编辑：Alpha