几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
& A& l( Q  y5 ~$ c

  齿轮热处理实例
- i: E" \, K) E& [一、工作条件以及材料与热处理要求
9 r5 L" R/ g8 \% m" b% L1.条件: 低速、轻载又不受冲击
- P) e- Y- n' p8 J1 `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
, W6 l" m. y2 h  X6 H9 x要求: 45 调质,HB200-250
( l1 x! S. m3 A7 M; T3.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
7 T8 Q& Z& Y- j: q8 C' Y  b要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中温回火 HRC40-45
( I2 a& j# p6 G+ J% ~5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
/ s0 N6 R, ^& Y( k. i6 k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
9 O1 c' J# v- L( d9 {$ e' p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
! K# L. N( N7 O4 e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
' V) I* ~$ {0 H5 g9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
" p! T: D! a, u  U* Y% j) N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
6 ~1 Z' F7 @- f; s& `1 S! H8 ]8 _, a2 o3 D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)
# U" {* B: A5 w要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
2 _5 S) ?- A3 l% B0 [淬火,HRC56-62.
; h+ L7 Y# M7 O: }' j4 W18CrMnTi、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
+ r# u, M& `/ T0 ~0 p* uHRC58-60,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  
1 U/ t% }% N3 e- z4 O11.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.
$ U% s8 J. R* k2 V  g1 k! W12.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
" d3 U* g) g% U13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
0 H4 _* `, d8 ^0 C6 \* Z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
→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
4 F8 b8 @, h- K) Z( v14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
# p" }" U& g; j9 z1 R" l2 `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
16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
& v7 Y+ w& h0 \5 d8 I! `要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
5 y8 p1 ]' p7 {6 ~7 H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。
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).
2 W- k/ o5 w6 X8 X0 n5 I0 B: @2 L要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
, I+ ]: `' V$ s5 I+ {" K6 cHRC50-55,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.
- l" m8 U1 ~; D6 l7 U二、备注:
1.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.
3 z" h- o: P0 y3 G! j# `" f$ y- B(2).中速:转速2-6m/s,
4 K5 h  ^) j: K- o$ S5 U) t+ v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.
% G3 F: L# A) p5 s8 V# I(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
" z$ |: R4 L& X! J  I; k6 nHRC56-62,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.
(4)除上述条件外，如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、
& U8 B/ J( u+ @5 E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,
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,
2 X5 `& H- B# ~8 O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:
: \& t, n8 A3 J$ z$ ]  c) ~(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
" I3 N! f, i0 @0 R9 q/ M( p7 P. V& e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.
4 T( P( j* R' }; M8 ^2 b' X(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.
7 X- f9 L$ k% n% O  o* E(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
; y5 x" W0 Z2 _% T! @) ], |3 f  d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.
5 W, C+ L  s. |轴类热处理实例
3 u; Y$ d  i2 I3 q/ u

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一、        工作条件以及材料与热处理要求
  |) z9 x: M( H" L5 `* m1 p1.条件:
4 p2 ?0 c4 j" `8 u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.
# |' e9 W7 p4 a0 G$ L如机床走刀箱、变速箱小轴..
2 s  ?& J& i7 L5 }/ O) N) S7 t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
* w/ P1 |! Q9 O" `, X2.条件: 在滑动轴承中工作,
+ s4 Q; S. K6 y- k3 `: d2 h, eυ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.
9 d* O* J/ b+ j# s# R* C3.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.
1 e+ \' u9 c7 A% _- {# j8 E5 U% A4.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.
4 s$ t: {% U% A1 S: C% Y5.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.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
5 g) A: u# ?3 u7 N3 q2 b6.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,
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,
" H, [, P' k; O' h& _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.
9 h. n( u- D# T. w: A: H6 d: R% D要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
, E6 F1 f; o' D: \6 Y- [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
. E# [4 F$ u3 Q. F' |# ~  x, X/ g$ C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.
6 |! r) h. W2 b10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
* x7 O' L5 f+ b: o冲击,疲劳应力都很高.
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
3 z0 B) @; A# t劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
, u# Q0 _' Q$ j- C; E8 n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  
& a1 @- D5 j: E$ I2 r(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
! l: l# r9 {" y0 J(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.
. p# `# Z! J' c) x/ y(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.
2 B& @; s/ @/ C' u* L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.
8 l. i; I5 E( y; w(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
+ G1 I3 P5 s. j2 c- o% w15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
" P1 d9 F4 M2 Y. Y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
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
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)
( J8 }# A% Q5 f( D- J二、备注:
+ H, m- K2 Y( H& Z7 B5 M1.(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
) s1 s  S) x+ {0 |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
9 ^& F6 V4 R8 h5 Q: v4 R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
# J/ G8 |8 a$ H* C- q8 O大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
2 X/ j) c* }/ A* D$ c* x2.(9)备注:  
1 Z5 z5 ^9 u7 N' b* b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.
0 w: A* W) q) y; P/ D3.(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.
" q, P8 l& T  I' }0 T4.(11)备注:
; a- z  y9 d, y+ F, i" U很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
5.(12)备注:
& c6 k/ o$ [1 U6 @860-880℃正火
6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
1 _, y; D0 N8 x7.(14)备注:
% t, ~( Z6 k& D& u, U% a9 \加工和热处理步骤:
0 Z$ v( S; S: l+ t4 {9 E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
2 B& ?. S* W* s8 e+ G3 F7 c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
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,
$ [+ \9 n9 x5 z$ p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,
; p0 v/ X* {( V+ [& `会造成很大应力.
& l! u+ J0 b4 x2.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.
, g3 a( G! M) `! S9 ?7 I+ D4 {二、材料与热处理实例:
5 d, a: }$ Q2 j1.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
1 F; C- \: E; N8 v球墨铸铁。
3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
! I4 S: W6 R4 T8 B1 E- n- m4.以110型柴油机曲轴为例: QT60-2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2,
; P, r# A- a' [+ S) O6 b2 vαk＞15N.m/mm^2,(试样20×20×110mm),轴体HB240-300,轴颈HRC≥55,
5 n5 t/ A9 _( ]# U* I2 l# I珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
蜗杆蜗轮热处理实例
2 Q7 N/ d# j4 d  H# u) `& |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
7 @  x9 C5 b8 X/ C  u+ I6 A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
3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
, U2 K  W$ m9 k; O1 h" [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
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
/ \: [* x6 c3 u: C. j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
1 D2 J. @7 t3 ]+ ^要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
$ F4 E! u  F/ y$ D6 i8.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
. \: ]& {4 d$ i9 i$ M, c: ?1 _" G9.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:
  r% M3 S0 Z- B7 h(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
8 S' |4 x0 m2 y6 V4 y+ f(2)圆周速度≤4m/s Al9-4
2 E- t/ l4 }) ~* Y(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
: N5 J) R2 d* h; P% O(2)不太重要或低载;40 45调质
弹簧热处理实例
4 z- j3 [" b0 H4 h% x% w2 f) u一、        工作条件以及材料与热处理要求
1 `0 g- p7 s1 l1.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
2 P7 b* }0 p' J8 M; T8 `+ g+ j0 Z硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
3 j- j2 Y% u5 qHRC42-48.
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
8 H5 F  u/ f  y$ I$ r& V; k65Mn 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
. [( L+ J- f, g6 U) d" ?$ n  w要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
' ]9 V6 C( Q/ O- a8 M4.条件: 在多次交变负荷下工作的直径8-10mm的卷簧
: ~( y* m5 e' W5 ^2 B* K: Y要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
; s8 f2 t; Q5 |% j) y# s2 i/ y5.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)
5 B6 R, i% P+ f) r( X2 K6.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧
8 E5 d1 n/ G" J要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
+ v5 M. `, _2 f  w0 E9 x, w或HB370-441
, x5 C# m3 y2 o: k& j1 R, p& \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、
& |% Q$ B2 S; E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
  t4 H5 I" w! q, g& n0 Q要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
, A* [9 Z9 L, G( }( h8 q2 V9 FHRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
2 H' x: r+ l: v; H9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
2 w+ {% C; v5 l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
' |4 }# c+ J) i4 p3 ]8 _/ t1 p9 g要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
5 f4 E0 X0 n" L  V8 i, D* Q7 C二、备注
' t& K+ |$ a) h" S$ 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
# C* O% r4 ]1 D) o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.
( p8 H1 ?1 q: R. ~! ^& \# a/ q2.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
, N" k" Z( v1 x2 J; F* F" L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:
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
6 ^# v' d6 N3 v. r8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
, W0 P3 i0 ~: z0 s' n) J$ l7 K. k机床丝杠热处理实例
7 Q; ~( y; h2 Q# u3 ^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,
; K/ v) \# _7 l, y; D* nHB250;方头,轴颈局部淬硬HRC42
- e! k  `* s" b% v1 M! A2.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
. s2 j$ P% Z; ?% \, U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
+ }; {% M/ l" }+ ]的走刀和传动丝杠
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
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
- W9 q  `" t4 H9 ~9 }. b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
" Q7 g2 x, @: l! w6.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
1 }4 l, f$ ?3 J' S# i" U/ k样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
1 k9 J! T6 T7 _* Y: Q+ m9 U) h0 L要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
. t5 A+ q- P9 U9 k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
* R0 ?! ]$ ]# Y, }7 N& q床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
+ S5 g# r& }# Q要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
+ [; e  S2 ^1 I# E5 E- x+ P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
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
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
4 O0 S8 @9 R4 i3 S) e* ?& l二、备注:
1.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
4 N; ^, k2 [+ B# n+ l: y! c" ]8 u(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,
9 o, X( d& d2 p0 E2 N& L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,
有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
  }" p9 W: _1 m8 b. N7 w& M* }8 ~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、
$ x8 Z7 s/ ~5 f( `" GT10A)-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
" z. }$ N- z8 O6 G2.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
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.
3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
(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
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、
# x0 r! V' y0 s* o  B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
7 f# @% u; b  ?% I. v  b: E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
2 X$ y& }& C% x6 u$ @: d0 o$ V. y3.条件: 推土机链轨节 承受重载、大冲击和严重磨损
- `  t5 {1 s- K4 B: c5 |5 Z要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火,回火,淬硬层深6-10.4mm
( @% i0 X+ V  v4.条件: 推土机支承轮  
. Y. S, p+ e- e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
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
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
8 x1 ^1 T7 N6 h; ]4 X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
7 J, _1 X" g' ]( q) x% 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
: N: C3 Z- ]( P4 |: n2 e" W和杭疲劳能力
0 N# W4 e2 Q3 |' S; A; {, T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
- n; k# V2 v9 F) g. V/ U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
  S: V5 o: h" u( ~' E2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
% v0 G, F& J  }5 N9 h, [/ G3.≤Φ40mm、L≤2mm、变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用9Mn2V、整淬,冰冷处理.
5 Z+ K  @# ~* q9 F4.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
9 n# ~% {4 S* S, w6 m$ x3 U工作条件以及材料与热处理要求
1 S% X; D# X* B$ m! a1 M1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
3 H% \8 _* r2 O& ]要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
: E2 r+ [3 ]- R* v! @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)
) [$ i1 b1 `) O! E7 U5 m( w要求: 低碳钢 淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
7 t7 K9 q% `, `; e; ?4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或
- _. p0 E& X) B35CrMo) 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
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
- S6 g) a' h" N+ D7 J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
8 F/ m! c: q) A- T, _4 J6.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.
; b/ i  \2 `* Z6 Pσb≥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
" @3 ?8 t  J# Z, B7 m4 j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 H+ p( b8 N+ 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,
耐疲劳和磨损,主要是折断与磨损
; b6 q2 O6 M+ I, y+ z: r7 e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
3 [: V9 E/ I  P( l- K* _' E9.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
3 T, J! M8 j3 G9 w4 {要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
+ h+ ?( D; i6 L# S1 c10.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
7 u" Y  v8 Z0 i0 p- E' d11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
) l' T1 Z) y! f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
- n9 Q5 ~- T. P6 P要求; 45 渗硼
+ \* A- V+ S: e* V13.条件:  
1 U9 b9 z% C' n$ j" P3 R(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;
" d, A7 k: v- u; N8 b1 f(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.
7 o, A5 }# O7 N$ j; c要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
& A: a2 F1 l  Y+ A  e15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
. X- y- O9 v- Y; @3 c- p6 J$ P要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
& m- y, J- A8 M8 q/ c6 l2 d! b二、备注:
0 y( ^" u% E& M* }6 J( Y1.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.
( n( F4 F* }' l; p/ u3.7-8级的丝杠用55、50Mn,高频淬火.
- a- x8 N5 t7 |9 [0 l4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
38CrWVAl,氮化.
5 x' p3 Z# E6 S1 G) T, u5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
碳钢的
3 t) A6 Z& G( |" j% x, P. L6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5<,或精度为
$ O- R8 f( E, I; u( h8 x) _- w4 O5、6级时,硬度可低一些,但须≥HRC56
$ T( `/ ~$ j! v7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
% v5 D( D% H' ]+ |+ f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.