几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
1 E* R& G# W4 W9 X
+ P2 T2 q  \: b4 j5 f& [
, S+ R1 Z4 s6 D* \- F0 C+ _8 @% W   齿轮热处理实例
3 Y8 u( o8 I1 }8 y( j3 c" {: w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
# Q3 _3 k3 S; e$ }0 W; D$ {" H7 B' y要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
. E5 s9 G4 e7 a2 u+ q6 z8 i* L2 F7 ?2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
要求: 45 调质,HB200-250
1 F5 ?; p! J* l& W8 u& s! \3 L3.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
( l# y7 v: q  k4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮
& y+ ^  w* E6 X& a. c! U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
: M; A  ~* c/ |' p! m5 G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
9 @9 J3 n3 K  B+ X* P, e6.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
% s& Q$ i% U: I+ ?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
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
1 ]& h1 y9 E4 |5 f& ~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.
0 O! E& J& Q. W$ _5 T/ F; \; P10.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
: G5 _6 B6 k- `% b( B: r; c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
( q) m% |9 [. \6 J  O1 O# J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、
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( x) v& M. @, p- f9 b$ xHRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
: {" k1 r/ A( g2 G6 K$ u: q7 O中心:索氏体+细珠光体  
8 u  y; _' v! ]) o5 S( c' n- w11.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.
$ t9 [. t& R7 c% k12.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
6 k- W1 }3 U* {/ k, ]要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
& e* q" u) f1 C3 O) T- Q13.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.
' ~/ ?6 O0 e  R! ]要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→
$ |# Q2 Z1 _$ H6 }; b退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理
! k( r" t# ]! E, e→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
4 G' ^$ S% }3 _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
" Y+ ^! p; p' d, e$ f. X% n  [2 T15.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.
: i1 ]% y& j& B( \, m/ H5 s17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
2 H- d0 [& }$ N! g2 N, N  X+ a要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
* z& Z9 e% y- c) D- r9 [18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
6 j5 A$ s6 A) [. m/ s8 b/ ]7 i要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.
, J1 H) j, Q- j2 A5 v0 |9 }19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
  L) \, `- |8 Q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).
要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
3 v: j$ {; b! k6 {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
; m4 L" w1 |, k! }; @' e+ Q化,材料便宜.
二、备注:
1.机床齿轮按工作条件可分三组:
& ~3 }% U  g& K& t7 Z$ V& E(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
  |- x6 a/ [% ~5 S+ E- B; T(2).中速:转速2-6m/s,
- @, Q# u8 V% T2 p- f单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
* n3 v- h& _. ^& h+ F% ~9 p$ q3 I(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:
9 ]  }. ?3 R; S* M(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
$ ?, z+ ]) s) M2 j; l0 ~, N" |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.
* K7 c( ?# N  }+ z# M$ D) u(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,
0 W0 K) _+ S4 P8 W3 |: H) g8 [淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
, m; E7 G9 v7 V3 d(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、
2 ^5 \+ i' i: Q/ L0 O  A8 Z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,
7 F7 f+ X- d0 U7 o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。
4.一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:
2 ?8 u$ L5 K: |0 a) g2 w6 \(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.
. M$ i1 o4 W/ c0 K2 N4 Y(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
# X7 N, F( [) T6 z. X- }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.
(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
! u" Q! F3 e- T8 `4 w6 W(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
& q/ j: Y" P0 H; l轴类热处理实例
- T4 Z' @6 w+ J6 J

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一、        工作条件以及材料与热处理要求
# T( B; @, _1 d/ A1.条件:
: F6 b4 Z2 s+ _& W: n; _/ D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.
3 P! B( `7 i9 X& G9 ^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,
$ u" L- [* g+ s$ a" p6 Z. sυ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.
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。
: _2 n9 R: @: Q" |( U要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
4.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.
  N& [) W8 T1 c3 j. J% |, I5.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,
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,
3 C" l( v3 J% I4 M2 [υ＜1m/s的次要花键轴.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
$ o7 C! A; n$ H# f1 b6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
$ X3 v3 }5 h! O$ o: cρυ≤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.
1 J% j; [& b- Z7.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.
  U' E- {8 I. T# b6 D& }/ v/ k7 `要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,
0 I, B0 Q' o1 q( s9 ]" ]: A! k" O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.
. l6 h/ y/ ~& b3 e( {" B' y* y$ A& a9.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.
: I8 l3 }2 k- f5 G9 ?9 d4 k10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
% q! M2 A6 i  d" f0 `$ t0 `. t冲击,疲劳应力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
0 e+ b2 r8 \1 F0 D$ R火HRC≥59.
0 [5 o$ Y4 n/ R/ H$ l11.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.
8 S- l/ i0 d( g. U/ L, a要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
12.条件: 电动机轴,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
9 I& F" }0 R6 `, L  V* g13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
: h* O* {" b6 ?) w0 Y要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
14.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.
( s. P" P% {( h; i% {+ x! R- R& ^1 f(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.
- I& I+ q7 A( `9 [* y4 T' s8 b(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.
# Z, W0 \9 Z3 Q. }5 ^+ N4 Q) @2 x要求:
(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
15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
/ R, `& w- b8 f; @: `/ [% ?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
$ f) g6 ^" Q0 `( U. R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
计寿命≥30万km
2 [- g* ?; i4 u, }) b+ T8 G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:
4 h5 x6 y+ b; s. a3 v1.(1-8)备注:
: j& F& G2 x8 h# ~: V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
7 @# y" r3 V( m2 B. x- s4 Y% h3 ]) L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
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
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
或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
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
9 G, E2 t) b" k& E" n5 z% O" j. n! H大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
# y) k# k: v( R- T2.(9)备注:  
- }  Y3 l& n/ Y, i3 [! c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:
8 }1 ~4 ~, ~6 `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:
+ U1 J$ `& k" W; A: P+ y很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
7 ~1 X% r; g2 ?5.(12)备注:
860-880℃正火
6.(13)备注:
7 o4 @: ?. J  K  j3 ]+ l或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
, X2 C8 Q8 [+ I  z8 j7 E  l加工和热处理步骤:
$ z" A! v1 E! v' p$ ?% S; ]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.
! O+ R$ K6 Q% \  Q曲类热处理实例
$ G4 R4 B# P6 I5 L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,
. N5 e$ ~) G- ?& i8 C, b# z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.
, \0 N& u, s2 M, B; q2.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 P, [6 y( y, g9 }8 k的耐磨性.
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.
7 d6 o6 r6 e# _+ |/ c7 W2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
" \+ U9 H5 n- h% H! H4 N球墨铸铁。
8 `9 m! S' E3 u# ~! d3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
4.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,
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
+ J$ m% s( a6 E% i5 q" s+ t# O9 L1.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
; i3 M  p- d0 N  p% o3.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
$ @5 }1 t$ C6 W(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
要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-62
# {5 M4 v9 R* L' A. ]' e5.条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
7 Z! S& A  {  c$ ?0 a0 P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
! M* u- B7 t$ o8 x" V- F# b要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
9 m0 W/ x# l6 U" o* r* |) r7.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
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
+ \1 Z' K3 r7 y1 }要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
+ u: g, n  m! o! ]2 t0 s9.条件: 汽车转向蜗杆
: S0 b% O6 U& r) [) r+ h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
. R( X: e$ a  e2 h% J二、备注:
- |8 P4 ?1 T; \& f. j* G1.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
4 C0 ]) w" e/ ](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:
4 ^8 O: U# t7 A+ q( i# G, \. a& m(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
HRC45-50
& R9 {! Q$ I& V; M(2)不太重要或低载;40 45调质
弹簧热处理实例
" I7 H, Z. k% d) [5 F6 J: j+ s一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: 形状简单,断面较小,受力不大的弹簧
5 \% m; w, q% U+ p& R" V2 T要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
HRC42-48.
1 j7 r' G/ D. {6 h2.条件: 中等负荷的大型弹簧
: Q# z. ]" W3 r: i/ x: y2 Z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)
7 l% T2 o* U- M: W% y* r6 M3.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
( s  |. @( F8 Q4 n4.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
% t) C1 g$ I2 q0 p8 S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
# z9 o( y: ~+ R要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
# S# _4 e& ]* K; \0 Q6 k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、
* `' _9 I, O& ?重型汽车的气门弹簧和板弹簧
1 @& u" C- C" P: X! W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
  W. ?0 x7 s6 B7 @" a0 k蚀的弹簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
6 S# ], L& W  B0 D/ S9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
1 P& k' q8 ]9 G# _' I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.
二、备注
0 B% v: `, q* Y' M' ^1.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
) e- p9 A7 o4 ?' b- q% o. a- P合:＜Φ6mm的钢丝或钢板,应＜1.5%直径或厚度;＞Φ6mm的钢丝钢板,应
＜1.0%直径或厚度.
2.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
6 Y4 A8 ]! k6 t" R2 ?. I% |  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
" C, u+ h2 [0 q0 K钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火
) x( L* }( Y' r- x3 z3.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
# W: p( E0 f! b) Q于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
( ^& N2 e4 [& F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
8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
$ B3 P- M( ?. O% h6 w" ?0 Z机床丝杠热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
+ Q+ v/ C, t# T+ Z1 T1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
% e# ]' T; O, v要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,
$ {' m9 Z# E4 b( {HB250;方头,轴颈局部淬硬HRC42
; Z7 _% ]  a4 B4 f4 n5 C2.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
. I& Z  [1 Q/ A% v* ^3 b$ y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
" l, _8 _; d7 u( u5 B- q3.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
. q/ X% O+ }& {3 k. @7 _3 U的走刀和传动丝杠
2 I  z' O+ E8 ~7 N) K. U要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
0 U2 {/ [: U5 _( D轴颈局部淬硬HRC42,金相组织：均匀索氏体
4.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
* H- Z  J% X# N, `1 f动螺线啮合
要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:
* ^' S/ I8 l) S% T- z* ]. Y2 ^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
4 L3 ?# [& a$ p, x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
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
样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
4 S2 d3 K8 x# N1 f; M要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
& U$ ~, q& [( z的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
" y/ W& E, }( S& L( ~$ Q7.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,
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
) e9 Q6 V4 P, {+ e8.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
) v" ~( z. |9 ]# W2 K9 L8 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
9 A* h# h6 b5 k二、备注:
1.丝杠的选材与处理;
, {1 O% x; _  z4 _4 R(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
7 J0 V7 q2 y' U4 g' m9 F' v(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
; y: h1 \5 m+ [2 @: `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,
( L$ k: B/ ~; C$ y7 g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
2 n6 d: R9 g) I" y3 F) Y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:
" U% t- M( `9 u- ]一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调
. e# u* o9 \6 E% L- q1 |1 Z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
/ B4 S" u& g  r, P+ ^( W- F, A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、
T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
' u1 k# C2 n* [. ?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
2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
+ Q/ N( k- a+ W% |6 M( {(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
6 M5 t4 ?1 R; }(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.
3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
! w; f. y8 X+ L! ~  v$ M' i(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8
  i1 y6 a' U5 O8 e- C2 J7 `级丝杠用CrWMn整体淬火
1 j& p4 V) b! Q" k, V6 g2 y汽车、拖拉机、配件热处理实例
. C; e! O, c9 U) A. o+ h( U% L8 `, j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
7 l" F  v) I! [2 t! n* t, {& `要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳,二次淬火,低温回火,HRC59,渗碳层深2.6-3.8mm
+ _  z! Y$ z  V1 W6 c2.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
# {0 y9 |. Q# V6 o9 m6 u淬硬层深30mm
% m( c- X3 s& a, a3.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  
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
要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
" b- M! z8 J) e' d. p6.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
$ E5 o( I5 c1 {8 x4 i% o7 ]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
: Z, n; H7 I( \9 @3 h( \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)
7 {7 V9 L2 ?5 N9 O7 `/ O8.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
5 Y- X' {- n* d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
' `! y4 I, f# ]2 i5 _4 p( ?要求: 40Cr调质,HRC31,不允许有块状铁素体:下料→锻造→退火或正
& ~  u0 g" K1 @$ b# M. ~0 J火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
) e* F( q" V. k- c二、备注
' t3 m$ Z! Y  s  `  p1.＜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
- L1 q% O% |1 ~! |' a/ r3.≤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.
矿山机械及其他零件
# C1 G( C  h0 F; n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
% q$ X0 u2 z; T% @# y, d3 G要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
; Y( e" o; {* e7 C! N2 h# H2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板,未处理,仅用3-6个月)
要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
! ]. ?; P: c" \2 V" R% k1 _3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火,回火,质量很差)
  ]0 e* d2 t" u: ^4 z7 j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.
7 d4 g4 P* s9 E1 ^. K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
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,
9 ]+ N4 D: ~4 U( j- m4 m* X$ K& ]αk=80N.m/mm^2
' B& o$ E. g  w  a& w6.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
9 m2 z% S) w' c0 @7 k及加工时冷弯开裂.
0 v/ }3 M1 x6 j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
2 L2 H+ c; U5 p# x1 m: [  D; \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
1 D  M8 ^  W7 [* d: d; a疲劳,主要是断裂与凹陷
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
6 }4 R0 c0 o  t+ N5 a. ~( N0 U5 T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,
" O+ K2 T3 U" y/ u; ]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,
* o' b" K/ A+ c5 M  f+ M4 Y至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
/ z, Y2 Y8 K' G/ E, D& D+ @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
% y& M& p+ J% G" b9 c" E, y! `5 D11.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
- u  B. d+ \6 |1 _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
13.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;
* I: k6 Z. j/ W: V(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
(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:
5 ?1 D- s0 O8 V6 |1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA,渗碳,淬火
0 w- L3 G* Y3 k2.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、6-7级丝杠用40CrMoA,高频或中频淬火.
  o8 K3 p$ U! p, d3.7-8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 ?1 o% E) E0 D/ m' D- ~38CrWVAl,氮化.
+ H  q6 J5 Z. b% K7 s0 o! F0 k  K5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
9 E9 b+ B' X" ?4 k碳钢的
3 i. Z3 B. x( H- v! ]6.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
7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
7 m3 C: P2 O, y  |: b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.