几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例


  齿轮热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: 低速、轻载又不受冲击
要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
要求: 45 调质,HB200-250
8 h, [& `/ i! @5 Q+ g) N3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮
要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250
4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮
要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中温回火 HRC40-45
5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
- o7 A# y7 R3 G( u要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55
$ M% B+ g( k% J* T' \! [- D6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮
要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火)
7.条件: 中速、重载
: O' P+ f5 O3 a- A, B要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
. [" g  Q8 i6 u8 x7 l, U要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900
9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.
10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿
+ M0 a# j% f% g轮(20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳
) {/ g. }: g% v- ^  c后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
8 O1 u5 O4 r" S2 k; M预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
中心:索氏体+细珠光体  
$ L" Y* e5 [! v7 N" h1 }11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
12.条件: 高速、重载、或中载、模数＞6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
, l( `& F  S- ^' M13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→
退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理
  }* H7 |5 T1 K7 {→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
, t' ~$ a+ o! y+ g4 B要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
& n% a: R" s" H) Q15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.
要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
5 v2 G8 t/ j' ^. S; q7 ?4 F% F要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
- U0 `4 P, A) V  f/ F/ x18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
; P3 p9 d" q' Q6 m. v) Q8 |- r* d6 Q要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.
3 Q4 C( h5 ^& f6 g. X" l19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
, @$ Y) ~5 \/ y& S3 A: i要求: 粉末治金(生产批量要大).
20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).
+ }+ S' t0 k* S! ]' i: @5 G要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
HRC50-55,或中频加热全部淬火.可获得渗碳合金钢的质量,而工艺简
化,材料便宜.
二、备注:
& t" @% _# Y; ?& ]+ _( H1.机床齿轮按工作条件可分三组:
5 ^1 }! }( L3 R* f: E1 `; F(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
1 x2 s" {% c4 @5 c; H; m( ?+ h1 l8 ?(2).中速:转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
(3).高速:转速4-12m/s,弯曲力矩大,单位压力200-700N/mm^2.
2.机床常用齿轮材料及热处理:
(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
HRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.
(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,
7 Y9 W* q/ v1 r! A, M4 p. ~淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
(4)除上述条件外，如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、
硬度HRC52-58.
3.汽车、拖拉机齿轮的工作条件比机床齿轮要繁重得多,要求耐磨性、
* }7 r4 D  s, v疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面比机床齿轮高.因此,一般是载
荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,
6 K  g+ w- ]) m8 ]; V' t尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
经渗碳、淬火、低温回火处理.拖拉机最终传动齿轮的传动扭矩较大,
齿面单位压较高,密封性不好,砂土、灰土容易钻入,工作条件比较差,常
采用20CrNi3A等渗碳。
: T' m- z2 a) _6 R6 C4.一般机械齿轮最常用的材料是45和40Cr，其热处理方法选择如下:
(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
$ Y& M0 F. X' ?, ]! L, @  L韧性减小,变形较大,淬火后须磨齿或研齿,只适用于载荷较大、无冲
击的齿轮.应用较少.
( l8 Q( G% I8 g0 u# p2 _9 l2 d3 S(2).调质:由于硬度低,韧性也好不太高,不能用于大冲击载荷下工作,
只适用于低速、中载的齿轮,一对调质齿轮的小齿轮面硬度要比大齿
+ H8 ?3 u* b' q  W# `/ V+ b, e9 ~面硬度高出HB25-40.
(3).正火:受条件限制不适合淬火和调质的大直径齿轮用.
$ S$ y! D% x( k: F, E6 J/ w7 o(4).表面淬火:45、40Cr高频淬火机床齿轮广泛采用,直径较大用火
焰表面淬火.但对受较大冲击载荷的齿轮因其韧性不够,须用低碳钢
(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
6 I+ f2 }# ^0 S4 a) G轴类热处理实例
, H4 Y2 h+ _+ B

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一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
在滑动轴承中工作,υ周＜ 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.
如机床走刀箱、变速箱小轴..
要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴
颈处高频淬火,HRC45-50
; t& M% H% I9 K: T# K. |: h) X2.条件: 在滑动轴承中工作,
( G. p: g: x1 ]6 k$ Aυ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
$ y# v- y: j6 r5 ~# B要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
3.条件: υ周≥ 2m/S,大的弯曲载荷及摩擦条件下的小轴，如机床变速箱小轴。
要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
9 X  K# R; T$ D! \6 Y9 V7 S( D4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.
要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.
0 P4 y$ D& x" t$ D5 {; G5.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷,低速,精度要求不高,
- v8 w# \# R( K0 ^; u4 @稍有冲击,疲劳负荷可忽咯的主轴,或在滚动轴承中工作,轻载,
υ＜1m/s的次要花键轴.
) H* j0 F  S6 E5 @( R要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.
& y) U2 k$ K4 K7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
, m$ d5 `; A) H5 v精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
. Y; ^4 Q. f: Z. m7 F5 a要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,
; f3 Q/ d; h; m* q' F0 _装配部位表面淬火HRC≥45.
8.条件: 其他同上,但转速与精度要求比上例高,如磨床砂轮主轴.
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
9.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,中载、高速、心部强度要求不高,精
度不太高,冲击不大,但疲劳应力较大,如磨床,重型齿轮铣床等主轴.
要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
4 {. Z+ t% r; e! L# G7 L; J10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
' d6 A; U( b0 ]. M6 G; f冲击,疲劳应力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
. ?% w6 i/ x1 e$ l$ \' o火HRC≥59.
# N3 Q) L0 G! B1 ~8 t- f" N11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
7 j2 [- o' L- c0 f; _9 I' R劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
0 S9 u' h$ F1 D* S( e: j要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
7 H: `$ u# t3 l3 e12.条件: 电动机轴,主要受扭.
3 x2 i; M4 R$ m4 o& n( B! ~6 Z要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
1 K* e: d0 P, j+ O+ V6 r13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
6 s; g3 C( c4 X  p% s" {. J14.条件: C616-416车床主轴,45号钢  
(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
(2)主轴大端内锥孔和锥度处圆,经常与卡盘,顶针有相对摩擦.
(3)花键部分经常磕碰或相对滑动(4)在滚动轴承中动转,中速,中载.
; N( C/ h6 M- u2 Z要求:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
! L+ D% z" d4 u& q( g% ?$ ?9 G(2)内锥孔和外圆锥面处硬度HRC45-50,表面3-5mm风金相组织为屈氏体和少量回火马氏体.
(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
! [5 F/ f  U! I% A1 m1 v承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转,主要瞬时超载而扭断,要求有足够
的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
6 n1 g8 L7 V# f( Y: p/ f$ s淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
6 J( g* Q/ r  _/ X! Z9 P/ P" ]1 }计寿命≥30万km
金相组织: 索氏体+屈氏体(原用调质加高频淬火寿命仅为4万km)
二、备注:
& |/ x% `+ E+ d8 }0 O; z- H. d6 K, ]1.(1-8)备注:
) d# a" ^! E. s主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴
形状及可能引起的热处理缺陷.在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑
2 b9 D6 b) u9 d* L( p, _8 ]动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,
50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、
20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
' \# q1 `1 b& |6 K/ a! [0.8-1mm.直径或重量较大的主轴渗碳较困难,要求变形较小时,可用45
8 X, s# c+ T( C" }或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
" `/ |% E& A" q( [6 e床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的
大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
$ P( u4 ?1 t! S9 r: j* e2.(9)备注:  
$ f! n, V- D, C* m- i/ W1 _内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大.
+ q3 C- {4 [" F0 n" {+ P+ i) z2 D) x3.(10)备注:
8 M- q" s) @$ U' O# |& E! b心部有较高的σb及αk值，表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.
4.(11)备注:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
2 Q2 _6 w% c5 e  E) u5.(12)备注:
" C. h, B1 L# _3 T0 l) d860-880℃正火
6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
) w& ?8 ]8 E$ Z. J0 M加工和热处理步骤:
下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
, o' o6 s+ ]% `: {, m& k, ~圆,铣键槽→锥孔及外圆锥局部淬火,260-300℃回火→车各空刀槽,粗磨
/ B: @. O# F5 G- l8 H外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
7 G* D" h3 ~/ R1 J- n曲类热处理实例
一、        工作条件:
1.内燃机曲轴: 承受周期性变化的气体压力,曲柄连杆机械的惯性力,
/ I  l4 ?6 E& o1 d- f( p- S+ x4 S扭转和弯曲应力以及冲击力等.此外在高速内燃机中还存在扭转振动,
" T7 b9 i, K( ?) `会造成很大应力.
. ~1 q6 u( {0 \, @2.要求有高强度及一定的冲击韧性、弯曲、扭转、疲劳强度,和轴颈处高
8 C# h7 |( @7 ]  c的耐磨性.
二、材料与热处理实例:
; l  e" U  ^% F( @  F1.低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁.
2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
; V, l; g2 y7 t3 k6 ^球墨铸铁。
' [; b7 m% D* o4 q3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
7 l# s' q8 B; G7 n& e4.以110型柴油机曲轴为例: QT60-2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2,
αk＞15N.m/mm^2,(试样20×20×110mm),轴体HB240-300,轴颈HRC≥55,
0 t& q* E- \  f8 X' l6 w珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
* z' s! |4 O9 t4 g蜗杆蜗轮热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
要求: 45 调质,HB220-250
2.条件: 有精度要求(螺纹磨出)而速度＜2m/s.
$ P; e( `2 o' y1 s3 t3 W要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
要求: 15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62

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4.条件: 滑动速度＞2m/s
. }* g/ Y. x$ Y/ P4 d(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度为0.4的蜗杆,如立车中的主要蜗杆
  K; A" j! v8 _$ k* o7 z  k) A要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-62
5.条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
7.条件: 中载、要求高精度并与青铜蜗轮配合使用(热处理后再加工丝扣)之蜗杆
% k2 m2 S* t4 v! G/ X% U要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
. L% n8 |. V. h* f# g+ ?0 P5 |要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
1 T: ]' E) R, E. P! I9.条件: 汽车转向蜗杆
1 h/ x! v( W: v; Z6 b+ p2 s要求: 35Cr 815℃氰化、200℃回火,渗层深度0.35-0.40mm,表面锉力硬度,心部硬度＜HRC35
: R1 n" z) W) ^二、备注:
1.蜗轮材料与热处理:
5 R: z* `+ B" }$ U6 x(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
% `" u" W. ~, o* g3 J1 ]/ T(2)圆周速度≤4m/s Al9-4
7 U- m2 Y; r: \/ C! I# J' k/ R2 C(3)圆周速度≤2m/s,效率要求不高:铸铁防止蜗轮变形一般进行时效处理
2.蜗杆材料与热处理:
(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
HRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
* {4 e! V! t0 v弹簧热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
1 Q) l1 \: i; ?) l& ], R+ }1 J1.条件: 形状简单,断面较小,受力不大的弹簧
要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
- l/ [3 f3 m' v5 ~4 @$ ]硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
HRC42-48.
2.条件: 中等负荷的大型弹簧
8 c( R4 r# {$ i6 N7 N要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(农机座位弹簧
65Mn 淬火 回火 HB280-370)
3.条件: 重负荷、高弹簧、高疲劳极限的大形板簧和螺旋弹簧
要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.条件: 在多次交变负荷下工作的直径8-10mm的卷簧
要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
要求: 55SiMn、60Si2Mn
HRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
6.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧
/ H$ I" d  Y+ J/ w' V' @% l要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
- S& ~0 T, S$ M2 b, O7.条件: 柴油泵柱塞弹簧、喷油嘴弹簧、农用柴油机气阀弹簧及中型、
重型汽车的气门弹簧和板弹簧
+ D  K! s3 H: ]" A- M) V' C9 k要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
8.条件: 在高温蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自来水管道弹簧和耐海水浸
蚀的弹簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
2 j# n0 {+ p& d! O. f! k9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
: W  w( W1 v* ]! V要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
10.条件: 弹性挡圈δ4,Φ85
要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
) k3 S# m/ I( i* [: n0 D二、备注
, f( w5 e; g4 ]' r8 y1.弹簧热处理一般要求淬透,晶粒细,残余奥氏体少.脱碳层深度每边应符
' m2 b- s8 O+ y" s合:＜Φ6mm的钢丝或钢板,应＜1.5%直径或厚度;＞Φ6mm的钢丝钢板,应
- w- l, a7 ?1 H: u8 M＜1.0%直径或厚度.
8 R) c3 J$ E% C2 Q5 w) }6 }8 w2.大型弹簧在热状态加工成型随即淬火-回火,中型弹簧在冷态加工成
型(原材料要求球化组织或大部分球化),再淬火-回火.小型弹簧用冷轧
0 d2 A  M" a  {钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火
3.处理后可经喷丸处理:
8 z( r- I9 D: Q/ K" N& ^' [40-50N/cm^2的压缩空气或离心机70m/s的线速度,将Φ0.3-0.5mm(对
于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
等)铸铁丸或淬硬钢丸喷射到弹簧表面,强化表层,疲劳循环次数可提高
7 y* V9 ?) Y8 F9 M6 L+ m8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
. i, Q- C3 i+ X3 o: P! H一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,
HB250;方头,轴颈局部淬硬HRC42
2.条件: ≥7级精度,受力不大,轴颈方头等处均不需淬硬,如车床走刀丝杠
要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
金相组织:片状珠光体+铁素体
3.条件: 7-8级精度,受力较大,如各类大型镗床、立车、龙门铣和刨床等
3 `1 g1 _! _* F7 D: [/ G的走刀和传动丝杠
& H9 S9 Y$ v4 d, d. O0 N; \; J  ~$ k' l要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
1 B2 L- m, m; Q6 ]; B4 Q轴颈局部淬硬HRC42,金相组织：均匀索氏体
' t$ ]: o. p/ r, Z7 \; o4.条件: 8级精度,中等负荷,要求耐磨,如平面磨床,砂轮架升降丝杠与滚
9 [1 p( g3 W2 b+ H0 D9 m动螺线啮合
要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:
均匀索氏体+细状珠光体
5.条件: ≥6级精度,要求具有一定耐磨性,尺寸稳定性,较高强度和较
好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体
+ V1 V& U; b) Y: ~  Y6.条件: ≥6级精度,要求抗腐蚀、较高的抗疲劳性和尺寸稳定性.如
" S) F  r5 X2 ?样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
3 g  P9 ^: Q+ s6 t/ q0 o的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
7.条件: ≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨
床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
/ e0 Y/ W8 v1 @! f球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度
HRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
( w+ w; {0 k9 i+ Y( {6 s8.条件: ≥6级精度,受点负荷的,如螺纹或齿轮磨床、各类数控机床的滚珠丝杠
要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火
& d( C/ z& Z4 [& n/ s5 w后,球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,HRC60-62,金相组织;回火马氏体
1 a/ c2 e6 K# m) t" k二、备注:
, ]: l  V9 s/ F8 D1 X3 j7 q1.丝杠的选材与处理;
(1)丝杠的主要损坏形式,一般丝杠(≤7级精度)为弯曲及磨损;≥6级
精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
5 h9 j, p6 [! T' g( g+ u/ K(2)丝杠材料应具有足够的力学性能,优良的加工性能,不易产生磨裂,能
5 B# o3 b5 v- W6 y得到低的表面粗糙度和低的加工残余内应力,热处理后具有较高硬度,
最少淬火变形和残余奥氏体常用于不要求整体热处理至高硬
9 W7 E3 t' W/ ]5 t) N# u度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料,
有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
- L: c' Q1 C' A6 j) j/ W一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调
质和轴颈、方头高频淬火与回火精密不淬硬丝杠: 除应力处理低
温时效,球化退火,调质球化,如遇原始组织不良等,还需先经900℃(T10、
- n8 }1 K, T, ~5 O9 c- ]2 iT10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
精密淬硬丝杠: 退火或高温正火后退火,除应力处理,淬火和低温时效
: R- @1 H2 ?* n$ ~2 Z& l% p2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
, \/ z1 p1 {+ {- C' e2 D& l9 D; u(1)结构尽可能简单,避免各中沟槽、突变的台阶、锐角等,尤其是氮化
  f8 y- e( T) m) }$ k丝杠更应避免一切棱角
(2)丝杠一端应留空刀槽.凸起台阶或吊装螺钉孔,便于冷热加工中吊挂用
(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
$ R' ?5 u8 h) B' e# G+ f$ z* e3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
( f- F, g9 A5 }$ Y" H+ P. K7 P& g(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8
( p+ \' Z6 B, b! ]4 d2 O级丝杠用CrWMn整体淬火
汽车、拖拉机、配件热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求1.条件; 推土机用销套: 承受重载、
7 d  Z4 _* Z* F& Y( _7 U大冲击和严重磨损
& {# f: `3 I" m8 K1 L要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳,二次淬火,低温回火,HRC59,渗碳层深2.6-3.8mm
2.条件: 推土机履带板: 承受重载、大冲击和严重磨损
要求: 40Mn2Si 调质,履带齿中频淬火或整体淬火,中频回火,距齿顶
淬硬层深30mm
. k8 p3 a5 |! d3 u. D1 {3.条件: 推土机链轨节 承受重载、大冲击和严重磨损
要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火,回火,淬硬层深6-10.4mm
4.条件: 推土机支承轮  
3 q8 X. q: ]; F' ]) \' r0 {) M0 D# i要求: 55SiMn、45MnB 滚动面中频淬火,回火,淬硬层深6.2-9.1mm
5.条件: 推土机驱动轮
: m& G& p8 P2 q4 f9 t4 a; H: Z7 P要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
6.条件: 活塞销: 受冲击性的交变弯曲剪切应力、磨损大.主要是磨损、断裂
3 M) Q2 i% _- r7 M9 o6 y: x要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
7.条件: 刮板弹簧 转子发动机用,要求在高温下保持弹抗疲劳性能
要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
; @6 R8 h( N" ^5 d8 D- u8.条件: 受冲击性迅速变化着的拉应力和装配时的预应力作用,在发动
机运转中,连杆螺栓折断会引起严重事故,要求有足够的强度、冲击韧性
和杭疲劳能力
要求: 40Cr调质,HRC31,不允许有块状铁素体:下料→锻造→退火或正
火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
5 O9 X# B1 ]' N( {. s$ |5 v二、备注
1.＜Φ50mm、耐磨性高、承受较大压力的6-8级,丝杠用GCr15整体或中频淬火
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
3.≤Φ40mm、L≤2mm、变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用9Mn2V、整淬,冰冷处理.
7 ~2 v' `8 H; ]* P" w4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18,中频加热表面淬火.
矿山机械及其他零件
; P4 j8 t+ @9 G, M8 Y7 c& x3 u* f工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
& g, \. c2 L* X/ C3 j& s要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板,未处理,仅用3-6个月)
! a4 M6 u" `- s5 ^要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
8 [) O9 t' H9 {; b  {& k6 p3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火,回火,质量很差)
要求: 低碳钢 淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或
35CrMo) 正火或调质,质量差,笨重.
- W7 o; w' q) b% c. [要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
5.条件: 石油射孔枪 承受火药爆炸大能量高温瞬间冲击,类似于枪
& U9 G) `* `5 [/ i) h' U/ D炮.主要是过量塑性变形引起开裂
& p% `% r6 q/ ]* Z; {要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
* B# S2 ]' G  r. ]αk=80N.m/mm^2
6.条件: 煤矿用圆环牵引链,要求高抗拉强度和抗疲劳,主要是疲劳断裂
" g; J$ M" }4 E! l, [& f* v及加工时冷弯开裂.
( K/ g2 l" v6 e# [1 D% V要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊,正火,880℃淬火,250℃回火
获得代碳马氏,预变形强化.
: \0 ~3 Q, b, p: c" ^5 }σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
& j! M  K( d# h0 ^7.条件: 凿岩机钎尾 受高频冲击与矿石摩擦严重,要求多冲杭力大,耐
疲劳,主要是断裂与凹陷
# N" F2 L) O3 w2 Y1 d要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
. U: |; i1 n; l2 q+ H加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
8.条件: 凿岩机钎杆 受高频冲击与矿石摩擦严重,要求多冲抗力大,
耐疲劳和磨损,主要是折断与磨损
- I- x; b  D7 `0 i- O9 D2 ^要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液体渗碳2h,
1 k& c: E+ l6 E( `! P' u6 |至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
9.条件: 中压叶片油泵定子 要求槽口耐磨和抗弯曲性能好.主要是
槽口磨损、折断
要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
10.条件: 机床导轨 要求轨面耐磨和保持高精度.主要是磨损和精度丧失
要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
% `; L) W3 V( J+ q- j) y11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
3 K% C5 D6 B+ g5 I- x要求: 普通碳素钢渗硅
# K- A' N3 r# d- I: o$ d6 |12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
要求; 45 渗硼
8 M$ I0 L# r1 ^$ p2 j# ?, L13.条件:  
(1)1t蒸汽锤杆Φ120,L=2345mm 10t模锻锤锤杆
(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
要求;
(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
0 `9 P4 X& _* z; u(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
14.条件: 电耙耙斗、电铲铲斗的齿部:冲击大、摩擦严重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
' G8 A- X# Z. `& g1 X3 ~4 r4 `2 ^, D4 R15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA,渗碳,淬火
2.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、6-7级丝杠用40CrMoA,高频或中频淬火.
& }" `- U6 L  I3.7-8级的丝杠用55、50Mn,高频淬火.
4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
5 R% I) J) Y. s; b% c) V* c38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
" O6 b7 v" ]/ z0 o( R5 K! j$ X碳钢的
+ |+ y0 h6 B) m; b. C5 O/ I6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5<,或精度为
5、6级时,硬度可低一些,但须≥HRC56
' w) E( k* t1 K$ N0 M. @& \/ q7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
/ t4 `$ p0 {* K高频渗碳处理＞1mm;氮化处理＞0.4mm,7级精度以上的丝杠应作消除残余庆力的稳定处理.