几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
8 G. g8 Y: G9 d
. W$ p' J& l7 P+ s6 D7 x* d* R
* u2 a9 T  ^1 c. z8 Z1 U   齿轮热处理实例
7 c9 k( P0 @) E一、工作条件以及材料与热处理要求
) a, c3 D/ g1 H! X3 L1.条件: 低速、轻载又不受冲击
要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
% [, y- @2 p! [5 ]2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
+ i" b  s4 o- I! Z9 L要求: 45 调质,HB200-250
3.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
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
6.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
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
& m/ q; e9 |0 J9 Y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
$ F$ B7 `2 {. D3 {9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
2 W( W5 ?3 M: L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
$ u* Y6 g3 ^/ D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
, T1 u! A$ g8 k: 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)
" z& ]# Q4 [; c1 x要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
淬火,HRC56-62.
. J; @  e8 {# _5 b4 {7 r18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
! W' m, v9 B  y: ~+ j1 P8 C/ r  q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
% l+ j& @, _( `/ \HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
4 f& J& w; I3 K( p1 {1 v0 {中心:索氏体+细珠光体  
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
5 b1 O8 p, b3 m要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
13.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.
4 w0 r6 p; q  u( @* N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
→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
要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
1 K. o7 X, L9 u% |9 R15.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
1 t# [- D/ `: r' i4 u16.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.  
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
, ]5 s) O) s$ G1 v1 H- J1 d1 @18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.
" X, E9 O+ f0 x+ z19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
要求: 粉末治金(生产批量要大).
/ ^: Z9 o7 i: P9 B% S! T20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).
2 [& N+ X# u5 K) x" D* F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
8 o6 v% h( w+ h0 ^8 o+ F+ T化,材料便宜.
/ _9 C/ n. v! j# _* l& Z' K# v3 l二、备注:
1.机床齿轮按工作条件可分三组:
; [* ]5 `' }9 w) X4 i  V(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
(2).中速:转速2-6m/s,
5 }! c8 [* X, S0 r8 @单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
* K7 b9 B( T' |% l/ c4 w6 y1 X4 H(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:
8 L1 P' |+ j( h5 a% L(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
: b9 \- B/ O8 N! w1 D. J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
! k4 r/ u) r/ {$ T* r$ dHRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.
& F9 I; o+ {% x( `4 \' |- F/ A7 T0 a(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,
7 w6 R4 d8 @* F# u  j淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
$ s) D; w% }" A(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、
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,
# A6 I/ b& T) ?6 ]& C/ p1 o尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
2 C$ F4 G) Z6 A3 ~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,
5 G4 U/ l) _8 H6 U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
. v8 N; A1 L/ Z采用20CrNi3A等渗碳。
- U8 Y3 X, G! Z4.一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
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.
(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
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.
- g3 R+ Q- b3 P8 H. _% B(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
- U7 V- H. u4 D" q) M1 L(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
轴类热处理实例
5 k. s& I% ^5 i' V1 ^" {

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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
2.条件: 在滑动轴承中工作,
υ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
+ c; J/ Q: f" q/ j3.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.
3 d9 I: j9 u- g" z! m  |+ L& j$ Q4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.
+ y3 R/ ^' N6 P5 k2 ^! V要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.
  p# P2 r; ]7 V( q# \  F. ?, z* e, Z5.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,
( r9 _, X% K8 A4 o8 ?' x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,
; u; O! ^5 A7 M' l! uυ＜1m/s的次要花键轴.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
+ `" G# h; E3 O3 ]2 ~& O, ?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.
. p! z6 x) ~* S1 k( N' A8 N) p, o- X要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.
* h3 S# U0 R/ x% A% E2 `9 Q7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,
装配部位表面淬火HRC≥45.
7 W7 P% |6 p/ }! }$ l' J9 ]  h8.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.
! ~/ c. M' X3 B9 @* v5 V: r9.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
/ s) {! G2 m; m  [- O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.
8 Y# j9 Q, {4 }' B, L* D' m10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
, N4 ^" T; ?7 W- F- S, K7 i0 ]' u4 \冲击,疲劳应力都很高.
3 `! H; K1 D5 ^5 g要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
火HRC≥59.
4 t3 i) a$ B# q; N11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
1 W8 l/ G+ g: @! H" L, M12.条件: 电动机轴,主要受扭.
/ n% H: T" D) T/ q* m要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
2 n$ `4 l& `1 P+ D  R& n2 s5 V要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
  d) _& E" B2 X! z$ l# {8 r, k; {- n14.条件: C616-416车床主轴,45号钢  
) p3 v  q1 M/ Z(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.
: L% S( `6 g. q# x, q4 P(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.
要求:
, G7 K3 z7 E2 U- f(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
(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
( _6 A5 h0 ?# ^. g/ ?1 w15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
, W0 R: O* G9 ?8 G3 H1 N汽车半轴
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
( L6 q* r, v( G" w. G( ~0 n0 I的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
. X+ k: _, W- U4 h7 \, m1 a要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
) {8 f; L/ n9 H8 ]! `计寿命≥30万km
- h. R" Y# U  A4 S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)
+ w# O+ z. D% d% J( B  j% ]二、备注:
0 b  p- b9 N) W. D* i, j) `* a# e1.(1-8)备注:
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
# j, Z- S  [8 q/ r' l' A9 e动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,
3 W- O+ a, m8 @; A* d50Mn,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
+ c: Z9 O$ A5 ~9 W  J" {2 t% [0 I0.8-1mm.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
$ ?1 I: E$ R+ p0 R* L: @" f或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
5 z9 A8 t0 c2 Z, p4 q+ b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.
7 \4 l5 ^: G: B# g+ b2.(9)备注:  
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.
3.(10)备注:
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.
# A5 J7 N# ~# k3 ^4.(11)备注:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
- c- v$ C) x7 h% ?0 i# S( ?5.(12)备注:
860-880℃正火
$ K( m) ?: u4 r0 J! E- R6.(13)备注:
9 P; d& Q! @4 f& U+ X  k  ~$ s; P或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
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
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
外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
曲类热处理实例
" d! c* ^$ m; X* t4 C, F% ?一、        工作条件:
& J% Q* f. E  d) M. S; b1.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,
/ Z% u1 _% q. Y8 B1 t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,
会造成很大应力.
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
: ]- f# K. r0 |! }的耐磨性.
. v0 _( ^5 n; @" C! V二、材料与热处理实例:
1.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
球墨铸铁。
3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
: h4 K5 T/ G5 C+ ]4.以110型柴油机曲轴为例: QT60-2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2,
- [3 r5 E7 M3 G" vαk＞15N.m/mm^2,(试样20×20×110mm),轴体HB240-300,轴颈HRC≥55,
6 g, p! ~. j( ?. u8 g) a珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
蜗杆蜗轮热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
# \7 l& ?  q/ l: c1.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.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
) a; D9 v7 K- v3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
+ z6 I% O$ r0 u# F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
$ a& W" n% U2 [3 E& W5 Z(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
; t, |( }/ n; u7 ?# F  ~要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-62
7 x7 ~" U. ]& _& e$ w. d# q5.条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
& R# h2 {9 W2 L0 P! i要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
0 {/ x: ?" M( {; v; j- K6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
' G$ G4 [( h& R- B1 M- x3 y: m要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
8 S* {0 F4 K1 l7.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
  z  x( z2 J$ ^+ b要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
, i) X9 S! T8 k  @3 C3 J8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
# y& ?. y, P4 }. O9.条件: 汽车转向蜗杆
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
6 w: i$ J* p0 g- ?" S二、备注:
1.蜗轮材料与热处理:
(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
(2)圆周速度≤4m/s Al9-4
(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:
2 r2 z# K& q% Q(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
" ~: q1 l# Q9 N4 l7 {; @弹簧热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
, U- `  x; i$ ^/ ^1 I+ m; _1.条件: 形状简单,断面较小,受力不大的弹簧
. e- |. n  w$ P4 @$ V! ]/ u1 ~% n要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
, Y) c! z2 E( U5 F' x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
& x: T6 r# i; l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
6 v, B5 Z7 D' O& A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
# [" r7 E3 k. \+ w5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
# ~) n2 ~  p& [要求: 55SiMn、60Si2Mn
5 W1 U- [+ q1 O' \" K& JHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
4 l. u4 u3 k* c" @0 |6 B6.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧
要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
7.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
要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
$ [) k, z  C  E2 x8.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
# Y: v2 p& j- n: d2 g( C4 c蚀的弹簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
+ @# p0 d- D5 ^6 S' Q10.条件: 弹性挡圈δ4,Φ85
: R1 N. R8 M8 j0 A# A: R要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二、备注
, H% V% H; G2 y" j+ C0 Q2 u9 |( N1.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
/ y9 ]% c- e0 G' R合:＜Φ6mm的钢丝或钢板,应＜1.5%直径或厚度;＞Φ6mm的钢丝钢板,应
, [# z0 y+ H5 I( R7 X, Q) I# f2 N＜1.0%直径或厚度.
6 V" r, a+ I! u& W% j2.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
0 N7 I/ `8 q7 E; |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
+ N$ F3 B) L7 w: B2 m1 {: {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:
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
, r' G4 m2 C! X3 T# f9 j9 z- P  G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
& K" R( ^  y6 p$ V& E+ Z8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
" D; ~& j) r( a  Z1 M7 V机床丝杠热处理实例
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
* S6 V: B0 Q) A要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,
: b; l% o* R0 J" A1 bHB250;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,
& w. f4 D! a* f" ^  j金相组织:片状珠光体+铁素体
7 z7 j- V* x1 O& a1 n3.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
" G$ ^8 L! [3 x" K: q( B8 E的走刀和传动丝杠
# f+ N& L0 R$ f2 h) m要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
轴颈局部淬硬HRC42,金相组织：均匀索氏体
+ T2 }& r& `9 W: G4.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
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
7 I) J5 ^% s* f+ k$ a5.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,
: ?/ V: o  g9 C( f& z网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体
6.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
6 G% u7 W! c! K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
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
! L% H4 w0 A% I1 T9 Y床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
4 _1 E- Z+ l1 N要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度
9 H( A3 I$ \' W  |  jHRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
8.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
' {5 ?, x& b- O  w; b+ X& q: [要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火
4 w/ @) X3 w/ Z2 f/ ^$ P  z! r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
二、备注:
& M2 J2 j( Q) z* O$ z- i# b1.丝杠的选材与处理;
5 ~1 _) B% H' ~1 D! q! E- v- `(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
(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
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,
& T) k* \4 r- O' @2 C% z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
0 b  ?8 }# G1 d0 |' U" ]. |6 S6 n- r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:
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
3 b/ }" r( B7 Y& Y0 j* b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、
) I: l5 @! A3 z$ XT10A)-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
" u( q1 k! {' `4 N5 x, m, f2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
! E+ R' H+ h7 u+ B% W7 x3 s(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
丝杠更应避免一切棱角
- V2 ~( r2 q% G" k$ r6 }(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
+ ^) i$ s- j& Z1 {0 Y- G(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
3 Z8 h: T6 H$ |; \. l(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8
级丝杠用CrWMn整体淬火
+ R6 z& g5 ?* Z4 S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、
大冲击和严重磨损
要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳,二次淬火,低温回火,HRC59,渗碳层深2.6-3.8mm
3 ~& J, G( L# b. O# A: e2.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
) q! `# f+ m, [6 a: ~+ v3 B% ?淬硬层深30mm
3.条件: 推土机链轨节 承受重载、大冲击和严重磨损
1 i% w( @7 n- W# J0 }) i8 l7 v# {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  
要求: 55SiMn、45MnB 滚动面中频淬火,回火,淬硬层深6.2-9.1mm
5 S+ u' D( S! I! l3 d5.条件: 推土机驱动轮
9 L  I8 [. {+ [3 p, x6 Z, Y& e要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
/ i% V+ I2 c7 W; p3 G6.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
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
  V1 [1 A! s+ x8 W$ v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)
8.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
( v3 T  x2 O1 p) n( Y6 Z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
  D6 J5 K. K9 h/ t# m& ~火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
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
9 s  |4 r3 I' g2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
  a1 O6 V7 s5 T+ x5 y3.≤Φ40mm、L≤2mm、变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用9Mn2V、整淬,冰冷处理.
4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18,中频加热表面淬火.
6 ^+ r& l) H; R3 Y矿山机械及其他零件
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
7 J( c, J2 |4 Z( t& ~0 i) T要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
! E8 ?( j8 @; A2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板,未处理,仅用3-6个月)
7 N' K5 v' W6 C* D7 x& n7 T' w( t要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火,回火,质量很差)
3 K" h$ ?3 A; b# {, t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.
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
" F- q0 m& }' Q6 I$ r7 C/ o5.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
+ {# B# n7 r/ [9 }炮.主要是过量塑性变形引起开裂
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
αk=80N.m/mm^2
, a) p- x- y  z0 I3 v- Z6.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
及加工时冷弯开裂.
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.
σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
. N* }6 _# K) @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
) G' c7 h) N4 t. y' r疲劳,主要是断裂与凹陷
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
" {( h# L8 v6 I8 [加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
: v6 t, P* V! C% x+ l/ ~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
要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液体渗碳2h,
至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
: J1 b% d6 P, x. d7 g9.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
8 V6 o# i) n/ j+ F  H要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
) C: _. b# n1 T  G; M10.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
11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
要求: 普通碳素钢渗硅
) w+ n  m- h4 e1 \* h12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
4 W8 ~5 h# ^' S, _5 j要求; 45 渗硼
: z0 c. O* {" P/ [2 J, g; ?. Z* M13.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
+ _" M' E. B" }" H* a1 \(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)
15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
$ s& }& H. L2 g1.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.
' r# U; y" N5 O* N3.7-8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
4 h/ v8 N! t+ `  r% j2 U38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
$ P' y: {2 s6 B4 ~, g9 l. i碳钢的
: q- S$ _2 J6 g6.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
8 g( v6 w5 S" V# @; x" ~" {7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
6 n5 Z2 ~6 z* n( @9 ~, 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.