粉末冶金齿毂由于符合节能、环保和可持续发展的要求，在汽车零部件中所占比例不断增加，逐渐取代钢毂作为汽车同步器的主要零部件。

粉末冶金齿毂优势在于能生产最终形状零件，具有高效率、高精度；同时具备节材、省能的显著特点，只需要少量切削加工即可，大大减低生产成本。本文主要介绍粉末冶金齿毂的加工工艺及精车刀片的选择。

粉末冶金齿毂的加工工艺

材料（粉末）选择—配料混合—压制成形—烧结—整形—机械加工—热处理（碳、氮共渗淬火＋回火）—（配磨）精加工—磁力探伤—（光饰去刺、防锈）清洗—成品检验。下面简单介绍一下其中几个重要工序。

（1）粉末压制成形工序

压制成形是齿毂生产的关键工序之一，粉末成形的压坯密度、尺寸精度与形位公差精度直接决定产品的各项技术指标。制造高精度小配合间隙的组合模具，阴模采用耐磨的硬质合金YG15或SLD材料，芯杆采用耐磨且韧性好的SLD材料，上下模冲选择优质SKH9材料。

（2）机械加工工序

齿毂整形后有少量的机械加工，根据齿毂形状，需要设计专用工装夹具安装工件，对各尺寸余量进行对应的机械加工。加工不能损坏原来的形状、尺寸精度，而且要加工出其他整形没有保证的形位、尺寸精度。

（3）热处理工序

    齿毂的热处理表面硬度HRA60-75，采用碳、氮共渗淬火+回火的热处理工艺，为了保证粉末冶金齿毂热处理的尺寸变化一直，表面硬度均匀，需要采用较大的箱式炉。

（4）精加工工序

粉末冶金齿毂热处理后，尺寸形状总有一定的变化，为了达到图纸的技术要求，需要安排加工量极少的精加工，其中粉末冶金齿毂端面和槽都需要进行加工，从而保证形位公差和表面粗糙度等。

粉末冶金齿毂的加工难点

（1）多孔结构是粉末冶金零件的特性，由于多孔结构，刀具在精车过程中会遭到多孔结构的损伤，当刀具从孔到固体颗粒往复移动时，刀尖持续地受冲击会导致切削刃上产生小的裂纹。

（2）多孔结构会还会降低粉末冶金齿毂的导热性，刀具在在切削时切削刃上的温度很高，并会引起月牙洼磨损和变形。

（3）内在的多孔结构引起的表面面积增加还会使热处理时发生氧化和（或）碳化，而这些氧化物和碳化钨很硬很耐磨，对刀具的耐磨性要求较高。

（4）由于孔隙的存在，在较小的面积内其硬度值也有一定的波动。即使测得的宏观硬度为HRC20-35，但组成零件的颗粒硬度会高达HRC60，这些颗粒会导致严重而急剧的刀具刃口磨损。

粉末冶金齿毂的精车刀片选择

粉末冶金齿毂主要加工部位有端面、环槽两个部位，由于加工余量小，一般采用焊接式CBN刀片，对于环槽可采用CBN成型刀进行切削。常用于精车粉末冶金齿毂的刀片材质是BN-K50材质，BNK30和BN-H20材质。

其中BNK30材质主要用于连续切削工况中，耐磨性优异；BN-H20牌号则用于断续切削工况，抗冲击韧性强；BN-K50材质主要用于CBN成型刀或槽刀的定制中。

CBN刀具精车粉末冶金齿毂的案例参数

（1）BNK30材质CBN刀片精车粉末冶金齿毂的案例参数

加工部位：端面

刀片型号：BNK30 CNGA120408

切削参数：Vc=200m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.25mm

对比结果：相较于涂层硬质合金刀片，刀具寿命提高10.7倍，效率提高2.5倍。

（2）BN-K50材质CBN刀片精车粉末冶金齿毂的案例参数

加工部位：端面及环槽

刀片型号：BN-K50 DCGW11T304

切削参数：Vc=500m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.2mm

对比结果：相较于涂层硬质合金刀片，刀具寿命提高37%

（3）BN-K50材质CBN槽刀精车粉末冶金齿毂的案例参数

加工部位：槽

刀具材质：BN-K50（非标定制产品）

切削参数：Vc=125m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.2mm

对比结果：相较于某公司机夹CBN槽刀片，刀具寿命提高63%。