几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
  ~& G3 h6 o/ Z2 {( f9 w; E# i
/ f3 v8 T$ @/ B, q- @  y
  齿轮热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
% ]$ i. W$ L- y2 ]+ ?6 M1.条件: 低速、轻载又不受冲击
要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
/ J& B! P; G5 K/ q  p$ Z2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
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
7 ]( r3 t0 T) x% K$ T3 {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.
# z2 D- p% }9 _" d0 o5 ~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
, N" l/ o0 m8 a' S) D9.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
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
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
9 C+ ^- i3 a- b. e' o淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
' p1 H# n5 j2 k0 [) R/ N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  
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.
( ~. j7 ~) l9 e1 P8 m12.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
% `! d* D% `8 D0 V要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
6 H# Z+ S% T9 a6 [3 x13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
5 r( |3 n; v' @重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.
' ~3 @$ ^4 |0 {1 D! H3 E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
" W( \- i6 F7 C3 D2 t要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
15.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
  ]* C% |: X  u/ ~# X16.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
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.
19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
. ?- V7 U! [1 F$ Y6 Y7 @" ]! \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,
1 n; W; C; f0 }/ \/ qHRC50-55,或中频加热全部淬火.可获得渗碳合金钢的质量,而工艺简
9 a2 u% N, J+ L  x  H9 A$ q化,材料便宜.
二、备注:
1.机床齿轮按工作条件可分三组:
. ^) e/ V; I% Q9 O(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
(2).中速:转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
4 n. z5 d, C, K  T+ U" \4 k(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.
/ q3 B' [+ E; \2 ?(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.
9 ]" f. Z4 k: Z  T5 h(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,
3 [) v# N7 v* A5 a淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
) X) n( X* L& U* e/ K1 Z' `(4)除上述条件外，如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、
! c8 U2 \% a2 H& P2 p: H4 N8 V1 ?硬度HRC52-58.
  Q- F7 ^; Q4 \: Q3.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、
; Y6 X5 f% V; Y0 E, o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,
0 p5 J( H. A0 e* [, u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
6 o7 \) B" l7 ^' y+ z8 r. l! K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:
# _8 X4 ]; [) v/ n(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
7 k1 X' o& s3 p6 Z" z7 Y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
) L4 b* a4 q  j1 x" V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,
' T+ n* J, {) \  o2 X, _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
7 `( ?  f2 y; K, L4 J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
9 G2 H) W3 d  e% `& |(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
7 Z) K' M7 {3 b; C1 G轴类热处理实例

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一、        工作条件以及材料与热处理要求
5 I: y+ c8 }1 p- I6 s* q1.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
% z2 m" b- ~( }颈处高频淬火,HRC45-50
2 \: @: T, i' a) J2.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.
  K+ d/ L& c3 }5 c; R) a3.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.
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.
  q' i/ F# s0 H( ?% r5.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,
υ＜1m/s的次要花键轴.
+ N  s- ]9 K! s0 d5 `+ u要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
5 t1 w$ _5 G, L: t7 V8 c6.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.
7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
; `! ]! u" C% ?) o. F6 a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,
* j, G* S! R4 J& L' `5 {- o* |5 {# B  q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.
) u2 e# C& a7 A6 T要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
" O9 _; {. R; w, Z0 u* i  Y% U( u10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
: E1 o5 p# r/ V' s; h冲击,疲劳应力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
; A* _3 _& f+ h火HRC≥59.
11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
/ i- p- ~1 A. T) P劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
$ s1 L" X( Y* {& b要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
' n- W. j1 j% J  A7 `: P2 c! |12.条件: 电动机轴,主要受扭.
/ ?: V  R: n) o: w8 N/ `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.
8 g/ s: d5 o% b要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
0 l' k( }0 d: q# B14.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.
8 C$ q- N4 ^; y; Z7 H' b  i(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.
# \( M; a) z' l- Y; e3 W9 e要求:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
: f& _. J$ _* E* c6 ]: p(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
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
6 P& m9 x& Z% W2 p+ X, X  t- z7 g& [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
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
, N2 Z7 M* w! A" a0 C计寿命≥30万km
: u7 s" e" o8 S. o' B$ 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)
1 J0 G( V/ O# \/ C, v' w二、备注:
1.(1-8)备注:
0 D3 e% T( N' x) l. b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
3 z. ~8 ?( O3 ^: ?" G$ n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,
/ R; d' k6 S7 Q- o50Mn,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
! l/ e, Q* w! X  o# }' V7 ?$ O* D0.8-1mm.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
& ^9 {- [$ H: \! D4 p/ W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
大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
% \& Y, H7 I4 R5 @# B. Z; `  g7 N2.(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.
1 E/ E" R& B6 i, H1 m' \3.(10)备注:
% J0 ~) Q, w' _! V& y8 N/ g6 W- ^6 O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 j, B/ O& N& P/ ~) L7 [* X- k3 n4.(11)备注:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
5.(12)备注:
1 Z1 m& Q# R6 B1 ]860-880℃正火
( `0 }6 }% ^( f( b" a6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
加工和热处理步骤:
' A4 ]3 A! v4 j0 I8 p- n; ]2 Q下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
6 ]! u: z3 e) q5 W% f0 e2 P  }' J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
3 x  I* y% k" R4 u* n外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
/ g3 n0 [5 A; g" P曲类热处理实例
$ L9 o$ _# O0 K7 m& Y! F0 q" @' R一、        工作条件:
3 ~1 U4 C) h( o5 |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,
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
的耐磨性.
二、材料与热处理实例:
: y" I# W( ~; I+ E' G1.低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁.
$ H/ B9 f( B0 z, w( m: v2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
( K: P* Y, n: k& Y8 s球墨铸铁。
3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
; a) T; O7 U. |* g4.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,
! R! R2 K# J% Q4 n- j! g, r0 P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
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.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
; c) I5 _# J, B$ u3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
2 l; w! p/ H; C6 p7 j: ~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
- g7 j$ d1 D: E. J" g2 c, N(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.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
$ }9 G+ }( ]% {6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
% m1 v  }& N, t) J/ V: @要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
/ _4 C4 J. ~+ H4 a# u7.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
  {  F1 P5 a1 M! e- h( ?要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
3 i- K/ w( m" R4 [8.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
9.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
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
( H4 l+ m( }, |" r5 R- v- {(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
4 X: I7 P: d! w7 J! t2.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,
) I0 A/ j; o2 v7 BHRC45-50
7 G- F3 o0 W, x, r' Z2 Z( x8 }(2)不太重要或低载;40 45调质
弹簧热处理实例
/ {- u& v# H6 C! k7 c7 t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
  \8 J# Q" X( T- |& T要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
& n! X+ k& ^! ~4 G# ]硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
9 E% y0 ~6 l" c! r# sHRC42-48.
. t( [! Q5 |5 s5 h$ i( B- @2.条件: 中等负荷的大型弹簧
0 S: t  B! E2 \% t1 r2 X( g( }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)
$ Y4 q9 d, [+ a1 P# W8 J3.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
- I; n: v9 \( B$ @- x4.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
6 ]# r; Y9 z& H2 I, OHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
7 [6 J3 b+ `0 T$ |+ J# U8 M; Q6.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、
( E% U7 `. b2 o% O, t4 I4 D重型汽车的气门弹簧和板弹簧
要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
+ R7 p" A" X) a) W3 N8.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  
- V- ^! d# |. cHRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
/ R5 a5 {" r  d) l9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
5 `% b' g0 a3 N7 e2 d8 V* 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
5 Z* V, o  K8 [5 p; H( B要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
# O: v2 O3 F8 G二、备注
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
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
2 B/ g& ?7 v2 ^4 l# W2 T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
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:
2 H- H9 q. Q+ u) @; B* G40-50N/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
* t8 c' v; Q* `" |' u8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
& R" C/ h/ C* F+ t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,
& T0 @1 Z$ u' _; X# D6 W  L  R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
: V3 S+ H7 O8 J  E' o4 _1 U; z/ H/ I的走刀和传动丝杠
$ f0 t+ p: O- e; h+ A2 w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
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
动螺线啮合
6 B  n: M, G6 h1 s要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:
( o& s7 B0 \" S' A" F3 H; S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
) L+ b: Y/ r' B8 P要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
0 N) z/ I3 b! O: }% }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.
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 A8 Q! g: W  N: r9 U7.条件: ≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨
) m1 I$ H, D4 y+ l! }5 T' Q- F床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
& I, H- ]- P. {2 _& W# J  R要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
$ S5 j# r+ c8 L4 |0 `% z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
7 K* m; v$ T7 F3 R' 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
  I0 x! Z5 Q: ?% W& _6 n5 G7 F7 t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:
% d9 A7 e# }( r/ [% ?1.丝杠的选材与处理;
8 r! O! o" Q/ `/ _! [# E(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
: L. @+ X5 U. `% B/ x/ f  \  i(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
4 @. X9 D# f7 ?9 \) ]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
度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料,
) q. S! X; c9 B, r有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
: S. ^& [' G1 I5 a" S! V7 @7 r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
% b9 @8 z: m' b0 o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、
& |6 h* q# i" }T10A)-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
. e. x$ U* e6 R$ S2 z8 s4 x! {% I2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
(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
( T& o+ k* ?" `( ^; X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
. }# P2 r/ q2 J- V! ?(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 T% z! c1 B- \5 ?" t4 Y: M7 ^% S(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
汽车、拖拉机、配件热处理实例
) r) d# T  z; g/ L) h- M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、
3 p  s; F  ^, ?: E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
2.条件: 推土机履带板: 承受重载、大冲击和严重磨损
( R+ x0 a; R# o. d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
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
* [% |# e5 f/ ?0 [4 \! U: |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
+ u' [5 e- y* @+ I5 t/ }% M要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
5 @) L6 o: h( _; I: C: I8 Y6.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)
. L. z( F0 e1 c/ M  e7.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
, b& }& Z/ q; {6 r0 a0 h要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
* G3 B( V7 v: l5 b, {0 A(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
. D1 }% |3 L' H8 ~, k+ `* P8.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
- ?% n1 J* S% v- ~: h8 v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
% O! d# B' p, ]! x# R/ T& K; w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
二、备注
, O) r- W! `# t1 O2 ^( F$ H1.＜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
- C8 m1 g0 m! U7 w6 I9 o; y% J6 ?2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
9 B- ?1 x5 B* f2 U+ {; h1 z3.≤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.
( l0 P9 d0 v/ ]2 n/ i' q# N矿山机械及其他零件
/ R( b- U0 S) _& u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
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)
& V# {/ `- B- l7 V6 x9 t2 S) c' F要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
+ ~; ^- h2 R2 l! X% q( R3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火,回火,质量很差)
! v2 s9 `9 O* ]5 S' y; U3 X要求: 低碳钢 淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
5 ?8 C1 g2 r  i: ?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.
' H: L9 m$ F( K* N. s' v) M要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
7 T7 x! h3 U2 j; A/ r6 w9 q' `+ u' Y* A6 Z5.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
+ [) u; \8 O! p要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
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
及加工时冷弯开裂.
3 t$ H% J5 [1 i要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊,正火,880℃淬火,250℃回火
* ~; i& A# }# Z& `: L1 P获得代碳马氏,预变形强化.
- L) N2 U) _  O# o; yσb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
, h% I4 w- W- J4 {  h% G7.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
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
3 U+ D+ f7 r) A5 }9 I1 T8.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
) L! B; S" ~$ }* s  H) d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
* O2 d4 ^* v" c+ e- Y9.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
5 m+ W+ Z- J. ?) v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
6 T- z2 c9 A. }' x要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
1 w$ E- B' N$ ]11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
: G) {3 u" q+ Y% V要求: 普通碳素钢渗硅
4 D* a8 L& w8 a, s8 l) K" U12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
% @9 J! D' M) i6 C+ Y0 b$ T" M4 ^7 r要求; 45 渗硼
& k* ^1 n1 h& W+ j13.条件:  
4 y4 `/ W% a, F2 y, q(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;
  c, t. k5 y- I" {' d6 e0 j3 N(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
2 \& `5 [; C6 R7 _/ A0 n8 L14.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)
5 f* n1 h" C0 k1 `  F+ E' J/ i15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
- s, Y' H" j' e要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
) ^* I3 M  d9 F# g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.
3.7-8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
& C- L; K; g1 q5 R9 n$ i9 ^: N6 I38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
1 e0 O' K6 f' A+ e, U* z: t4 G) _碳钢的
6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5<,或精度为
& T- p! z- d. J7 G! W, H; }  N$ x7 [5、6级时,硬度可低一些,但须≥HRC56
. q/ ~5 ]9 }. m3 ^* _7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
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.