“粉末冶金制造工艺”是以金属与非金属粉末为原料,经过压制、烧结及各种后续处理工艺制取金属制品的科学技术,它是一项以较低的成本，制造高性能粉末冶金制品的技术。应用粉末冶金工艺制造齿轮制品可以大幅度地降低生产成本。
本论文以粉末冶金成形原理与烧结机理为理论基础,主要进行高性能铁基粉末冶金斜齿轮的开发与应用研究。
具体开展了以下几个方面的研究工作: 高性能铁基粉末冶金斜齿轮与直齿轮的研究。基于具有复杂结构的粉末冶金制品的压制成形原理,研究粉末冶金斜齿轮不同的模具设计方法,并通过建立斜齿轮工艺参数的数学模型,进行斜齿轮模具设计以提高其强度与精度。 高性能低成本的铁基粉末冶金齿轮材料的研究
一、斜齿轮与直齿轮性能对比研究。
1、直齿轮在啮合中，轮齿的啮合原理为：轮齿啮入—渐开线纯滚动进行力的传递—轮齿啮出—将力的传递工作交于下一对轮齿
2、从上述可以看出，齿轮在啮合中，轮齿的啮合实际上是间歇的，由于渐开线齿轮存在制造误差，安装误差等因素等，将会凸显间歇传动的特性。
3、之所以用渐开线作为齿廓，是希望传递平稳、传动比恒定，缘于制造误差，轮齿的突然啮入与突然啮出，将导致机构形成瞬间冲击。
4、斜齿轮的啮合原理：不具有冲击性的突然啮入和突然啮出，在啮入啮出循环中，每一对轮齿的啮入啮出将是渐次的，没有直齿轮的啮合冲击现象，运行平稳，容易保证传动比恒定。
5、直齿轮的轮齿受力面是沿齿轮轴向分布于全齿宽，而斜齿轮有受力面在齿轮轴向分布却不能布满全齿宽，相同模数相同齿数相同材料的前提下，斜齿轮的受力将小于直齿轮
斜齿轮优点：
1）、啮合性能好。传动平稳、噪音小、冲击小。
2）、重合度大。各齿分担、高速、重载、平稳。
3）、结构紧凑。当量齿数少。
二、模具设计，成形原理
1、模具的设计因产品的形状大小、密度高度、机台的选择而定，为了保证大批量生产的零件尺寸精度的一致性，模具应要有高的使用寿命和高的精度要求，合理地选择模具材质、热处理工艺和模具零件的加工工艺，以制造出高质量的模具是非常重要；阴模及芯棒应选耐磨性好，热处理硬度需在HRC60以上，如硬质合金YG15、YG8，高速钢W18Cr4V、ASP60、SKH-9；上下模冲应选耐冲击，有一定的耐磨性，热处理硬度HRC56-60，如合金钢GCr15、9CrSi、SKD11、3V等。
2.粉末冶金成型是指将松散的金属粉末或混合料（粉末体）装入钢制压模内，在模冲压力的作用下，对粉末体加压、保压，随后卸压而成型距有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯，再将压坯从阴模中脱出的工艺过程，如下图
三、原材料对比研究
通过对不同材料成分Fe-2.0Cu-0.8C、Fe-1.5Cu-0.6C-1.0Ni及Fe-1.5Cu-0.6C-1.75Ni-0.5Mo进行工艺试验,研究不同铁基粉末冶金齿轮材料的压制与烧结性能以及合金元素对铁基粉末冶金齿轮材料的烧结性能的影响。
高性能铁基粉末冶金斜齿轮的研制。基于上述研究通过材料设计,制备工艺确定和成形模具设计,进行粉末冶金斜齿轮制品的研制,所研制的齿轮顺利通过台架试验,具有显著的社会与经济效益。
