几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
0 `. ?- d/ a3 k. C' Y4 r: ^

  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
: \' J/ N( n. B# \7 D3 l* i要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
8 `1 U% E7 [/ k) ~, z; }! c2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
* h( V' z! a6 _$ E5 ~; ]* k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
- `) U( C. ^9 l1 G$ C, k4.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
- ]% b+ _+ A! `! ^5 V  ^; ?" F5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
. w- T) k3 l5 s' {8 g1 e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.
& n. B4 ]' v+ |: f) ^$ e8 c2 p; O8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
& F3 j! \2 Y) g8 d4 e% A2 U' S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.
) R/ ]2 Y: ~9 F+ i& T4 h* 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
. b0 x' ~/ y+ E% z- F. W' @$ `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
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
' g4 ]; @# B& G* j$ K  A# I5 hHRC58-60,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  
$ [3 A  \" i- h/ @6 X( G11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
8 ~" W+ e* j" v9 P: B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
: P6 l6 b3 q7 \1 a13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
! S- B( q) J3 @1 n. l/ y# s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→
: n5 v+ ^  t/ a" P- c) N% t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
) u8 @4 N* B. o- l# u( M( x要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
8 ^& G  T: E; q8 K( T* F% e15.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
/ K$ b5 K8 o* l7 z+ [. D16.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.  
/ H; z" @3 n" C! Y  ~. ?要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
8 L! g' P- \+ g7 ?8 b1 G! I1 k, |( C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。
要求: 粉末治金(生产批量要大).
5 M  _5 T( {# p6 n* t! ]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,
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:
0 x8 G- W6 X& G& `+ m1.机床齿轮按工作条件可分三组:
(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
) F  T' c) A/ n; P(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.
4 N) m% ~" F, K& h/ P0 H6 m" B2.机床常用齿轮材料及热处理:
) {; g. P5 u: a1 t" Q( r! S  ~/ x(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
  _% [  b# D- I9 E* X淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
8 {/ ]) W+ `' V, e5 W8 G3 Y(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
" ]/ x" n8 ^4 S0 _5 aHRC56-62,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,
淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
$ M1 T! V' {7 I  q3 ^2 U/ h(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.
: J, _" Z# b& N# D9 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、
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,
尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
+ R6 H& X9 r' @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,
: D1 \" _  @9 w: `  R5 X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。
, M) P& s4 x* H$ P! O" H4.一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
; a; ~. g8 a4 O" S1 @" E4 R* a9 N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
! M& ?$ R3 _9 t' `# q- O击的齿轮.应用较少.
4 p7 N+ X8 L( x! B' i9 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,
) [5 P- e7 L/ ~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
  r# V. n9 t; b3 u4 z: [( L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.
3 B2 x# O7 b6 \(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
/ B* i8 n+ k4 w" N/ U1 N3 g: E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.
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
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.
7 }/ T6 A; `  `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,
  h1 U( Q1 |% D/ D2 P7 Q. k8 pυ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
2 N/ x" |$ P5 }要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
+ f' t) o+ Z' W* s7 V) U0 l6 H3.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。
: n6 b8 K/ \1 B9 I要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
/ ?* V' ?! f) d: X$ j5 r+ s4.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.
5.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,
6 i1 X/ G) |' O3 M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,
; M" P% N* K; u/ Mυ＜1m/s的次要花键轴.
$ l; Q2 R* k( L0 }6 M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.
! D( L0 [8 X) ]ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
8 V1 v% M6 e* q- k$ D- k+ s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,
# d% ]: {; b/ o8 \+ X: s3 y精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
0 H3 ^! r( U& B' U& W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.
" d3 [( e8 F8 J% U: V2 c) v8.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.
! x4 G! h6 F/ i0 ^; Z$ _要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
+ B6 K2 ~' s( X6 \冲击,疲劳应力都很高.
+ |9 I, _# U7 H. ~- [要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
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
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.
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.
13.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.
14.条件: C616-416车床主轴,45号钢  
/ L9 {* j( B. u. Z' G(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
9 A; i; \$ O4 k- U7 q3 Q3 K(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.
0 @& c  q& _9 |" |3 G# {% }(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:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
+ E6 Q' q2 T/ {(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
' g; g9 f4 f* L! E* N% x15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
1 L+ U( x- ]: \5 p6 o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
7 t- v# c' I+ C: ^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
计寿命≥30万km
( z& M5 a4 T9 g6 V0 |) x$ P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:
1.(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
! t% M; k+ q4 K& N; P& q# u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、
4 g0 d" u4 O& W# g% \: e20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
. c2 O+ p3 l: B2 h, h0.8-1mm.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
& T' X7 W7 |6 g" L或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
' u) ^4 u4 Y7 J- c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.
; [2 \) S+ ?! i+ W" W+ {2.(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.
& D% U$ I, o2 \5 i2 p3.(10)备注:
, \* O2 o; l# o* Z( q% P! G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:
- M3 @% G$ O. {. s% B$ W% x7 B' v很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
& l7 H5 V/ c7 \2 q  N/ }5.(12)备注:
# R8 t% ?6 L: T& O: f" y860-880℃正火
6.(13)备注:
! I: x; C2 ^- D) g* Z' }, S) T或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
6 D0 I$ h% o; {& y/ x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.
7 ?5 X$ p( w+ v8 O$ i$ w! j0 J曲类热处理实例
! Q3 `4 m, N" o( U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,
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
' d' x5 @8 t0 t8 ~7 Y2 [的耐磨性.
0 l; C, ?+ N3 Y& i, G  G6 U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
' K# d+ ^) j5 b% q球墨铸铁。
3.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,
4 P  |! }. S2 }+ T$ ^- ?7 q$ j- Xαk＞15N.m/mm^2,(试样20×20×110mm),轴体HB240-300,轴颈HRC≥55,
1 l+ X; G) M8 ?3 d; c1 K) B珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
蜗杆蜗轮热处理实例
: ]6 I/ A' K9 T8 {. }0 e9 W. g5 k一、        工作条件以及材料与热处理要求
+ S( h! d* U! f7 N+ n1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
; x7 {. q' w) ?; j" N7 c' i要求: 45 调质,HB220-250
5 H: ^* [. p9 w" }; y& w1 k2.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
3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
6 V$ H9 r5 H* {$ ~( @; s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
(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
  x8 Y' P( l3 Z+ t! r3 a& {要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
  N; A, P: W9 J+ ]9 Y9 H; k1 N6.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
1 c3 o: C5 `- c4 \: Q5 Z! k7.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
- E- D- V# m% N* F4 A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
要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
9.条件: 汽车转向蜗杆
# ^6 {, _, S& z" Q& 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
0 }; N: ?* R0 d$ f0 ?% y7 L4 T4 f5 G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:
(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
4 n5 k$ f+ b9 W/ hHRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
弹簧热处理实例
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
& a" t2 v2 _5 @8 z+ P# }3 P& u) Z9 |要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
+ i% \: ]1 I4 {6 z& I+ t! A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
要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(农机座位弹簧
3 p6 l7 r; ^* q! C! z( s65Mn 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
+ W" v0 ~# U. }# l要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
9 J) w: t- Q6 z/ w* `; X) ^1 h4.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
. M# s/ ^& p# ~要求: 55SiMn、60Si2Mn
: n# {+ W4 s  _) Q: S. u1 HHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
+ Z+ X  H. i, c( H* @  C- H6.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
' X5 _4 Y" l; p' G5 s  [* G" l( Q2 B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、
2 N0 e( v, Z; U2 L# N重型汽车的气门弹簧和板弹簧
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  
0 Y9 ^; V# z; O6 K: E9 s8 P; y3 THRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
+ e0 F% \' t/ M( j9 \0 Y/ ]要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
) B( R* n& v" g( w* F5 w10.条件: 弹性挡圈δ4,Φ85
: B- Q: |+ y6 x, {; t8 R要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
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
  X0 _- E0 H8 N$ [5 m7 D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:
+ x1 d9 q+ _+ k1 F- u' G+ e40-50N/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
8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
: @- K0 B$ X6 h' b, u- n- s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
5 P1 i4 |: n: [7 r' Y要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
' U9 `" t% L$ _( C+ W金相组织:片状珠光体+铁素体
6 E- s+ R. A  l# X  y3.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
的走刀和传动丝杠
/ y) d  T8 k2 V# S要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
$ k' c! V3 ?* y; W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
5 Y* I2 r7 }. ^8 Z6 w  x动螺线啮合
) i% h7 K0 c4 T+ \' y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
# }. z( X/ x. b6 C5.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
: N0 C4 e6 Q5 x. J- ~' A好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
# U: V; B, z3 G2 R+ Z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
7 X7 O& ~3 b: J* c0 k" r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
; o% ?& T. q3 K0 M2 a; |0 w4 Z3 a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
' _: F: z* B* I4 E- n& z7 ~) o) D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
1 g! G! I0 I4 o, L8.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
- j% `$ T0 C9 G4 l; J" D要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火
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
- q2 ]4 D+ |* B7 u! D二、备注:
" P3 p# C* d; b0 Z. 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
: P6 s2 r  B3 F: i精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
) x& ?# C7 A$ 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
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,
8 k* _" e! n! }" N2 m4 w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,
: C% V( l% Z/ i0 r2 n有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
: r4 E: ?; c! i- t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、
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
2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
- ^+ S0 O! B( {, f4 s1 p4 Y5 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
7 e% X5 z) A( X- r; d$ p(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
: p+ r( R: Z+ L4 p  F0 V; l/ o(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:
+ X" U/ z3 v8 b! K7 J( p! `+ ?(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8
& o6 P9 X/ g7 a# X3 m- E级丝杠用CrWMn整体淬火
汽车、拖拉机、配件热处理实例
" H6 w' D8 g  I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
2 p/ h" V' e/ y8 b& T4 v$ D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
3 ]3 J. p  N( J- o$ Q4 q3.条件: 推土机链轨节 承受重载、大冲击和严重磨损
9 O, B% p; I2 M2 F1 `: ~2 b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  
4 [$ ~  ^; P6 K$ w要求: 55SiMn、45MnB 滚动面中频淬火,回火,淬硬层深6.2-9.1mm
0 i1 q3 J- m/ Y3 I% S; h" a5.条件: 推土机驱动轮
要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
$ V8 N( z2 E4 x( R3 p8 R6.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
4 n& b% }8 T, [9 V" A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
, M+ S6 P( Q( ^: {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)
3 s2 ~$ d0 y% q# z" g8.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
" U; C/ q' s3 v4 V1 p$ ~% G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
# o. `3 w( b$ |* N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
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
& @6 ?' C* b3 m9 x' R# R& m3.≤Φ40mm、L≤2mm、变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用9Mn2V、整淬,冰冷处理.
& ^- y2 V, y7 `5 H5 K4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18,中频加热表面淬火.
# z, q0 l9 Z- Z9 \  `9 U- m+ J矿山机械及其他零件
; Y2 [4 P6 H2 k6 ~' g" ~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)
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)
要求: 低碳钢 淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
" `( A+ s" H& j. w( ~; y4.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
/ L; K+ k+ M# o, k  N4 w5.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
. l9 G9 K. t* ~9 v4 c+ i( Q6 h% v2 j  e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
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.
9 W9 L* M% Q; n" O( n- q( @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.
+ |9 Z3 e! v: _: `- u  l! \σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
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 B. U& E( ]& u$ ~, w5 P% @; V& i+ E% z疲劳,主要是断裂与凹陷
% @: K' ?/ Z3 s7 K2 X; d: i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
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,
( @- u, E0 `9 p% `+ D至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
  C4 m3 A5 ~( X; X) Q9.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
8 O, ?) C& l' A0 k# ?' u7 a* ]4 Q槽口磨损、折断
" r, e0 m0 H: s4 o9 n1 y要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
8 P  U& T: U5 b- ^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
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
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
  Z( \" K8 [3 a/ ^) D! l( e# N! @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;
(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
% L$ I* }1 C$ U5 Q/ {(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
9 ?5 E' y0 S# r7 ~) C! o14.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.
0 E+ l: c: _5 `要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
: S, R* U3 z/ H' G- d+ g3 N15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
8 N; O7 Q2 F$ g% q9 \$ Q要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
" M0 I* G' E* q8 L* B/ _0 F  _8 {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.
9 o& l# E' n% F' ?1 f* i0 V& P3.7-8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
1 u; d) L% Y- R) v- o( }38CrWVAl,氮化.
6 L1 R3 |9 T1 r1 ~" w* N5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
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
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;
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.