圖:采用新開發(fā)的燒結(jié)合金制作的齒輪
日本恩梯恩公司(NTN)開發(fā)出了疲勞強度(疲勞限度)達到660MPa以上(Z大應(yīng)力為1467MPa)的燒結(jié)合金(圖)。其強度與普通鋼材產(chǎn)品為同等水平,適用于齒輪、凸輪、襯套等以往需要進行切削加工的機械部件。
疲勞強度是反復(fù)多次施加荷重也不會達到疲勞破壞的應(yīng)力上限值。此次的開發(fā)品通過改進熱處理工藝提高了強度。加工成齒輪時,齒根的疲勞強度為6600MPa,達到了傳統(tǒng)燒結(jié)產(chǎn)品的1.9倍。齒面強度的指標(biāo)——面壓強度(滑移率為25%)為2.3GPa以上,是傳統(tǒng)燒結(jié)產(chǎn)品的1.4倍,密度在7.6g/cm3以上,為傳統(tǒng)燒結(jié)產(chǎn)品的1.1倍。
燒結(jié)合金的優(yōu)點是不需要切削,能以低成本大量制造復(fù)雜形狀的部件,因此越來越多的得到汽車等領(lǐng)域的采用。但是,以往的燒結(jié)合金部件容易在內(nèi)部出現(xiàn)空孔,與通過切削鋼錠制造的普通鋼材部件相比,可靠性和疲勞特性均處于劣勢。因此,此前燒結(jié)合金的應(yīng)用范圍十分有限。
恩梯恩2012年開發(fā)出了高密度燒結(jié)合金,并在原料粉末的選擇及成型與熱處理工序等方面進行優(yōu)化,提高了密度和強度。該公司表示,今后不僅要將此次的開發(fā)品用于機械部件,還將用于與樹脂部件或磁性部件實現(xiàn)復(fù)合化的單元模塊。