几种零件的热处理实例

lcshjsb

几种零件的热处理实例


  齿轮热处理实例
" o" i" Y$ D& o. V1 o6 a5 \- 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
要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
1 Y. ~; ?8 g( V# p2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
+ H5 O' C' `" v3 [( 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
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 {. D- n8 x  e. `* A; Q& D5.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
+ q" A8 m8 @' X2 V" E# {3 g6.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)
" Y& l- O. _' F7.条件: 中速、重载
要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
- G! H( [3 y' E- w' J, u8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
5 I! y' ?0 w( B+ \8 U+ [  e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.
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
  A% o: a/ }+ ~" 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)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
8 F% Y" n& {( s0 {淬火,HRC56-62.
# f" w; m4 |+ y18CrMnTi、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! V0 }8 H% H: GHRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
% O- {4 `0 k3 x: R) ~# y中心:索氏体+细珠光体  
! l( B, i% x; Q% L* ^+ ?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
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
, M3 A; ?1 F5 X# `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.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→
. w7 B8 [/ s& M4 H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.
5 J' W/ T& Y: e, \6 b4 H+ A. {8 K14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
0 _: N) J' [' }4 b! ~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
$ p" A0 w) d$ }4 J8 B, |. F16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
8 K- w# H+ }! G# m. T要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
0 T; m2 _8 t# q; S# b2 w/ q要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
, \1 Z% u1 i6 u; b* v) t& x18.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).
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
: S! k& @! c# q; q, Q6 Y$ X3 O化,材料便宜.
& ?% g5 {+ t1 z. T二、备注:
6 Q) |( ?- ^6 j3 ~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.
(2).中速:转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
+ X; p8 w- d0 s. ~6 S8 s' ~(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:
0 j; ]9 H& K* x* E2 |0 X& E% _(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
% S4 {. q/ U3 h# C淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
) H3 t* j+ f& N( Q(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
, ^" \3 }' {0 r+ O" a4 r1 oHRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.
' Y4 N9 m( \' h& Q+ d5 E(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,
% t" U& O. L+ p2 r" v) i6 w/ Z淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
  ]0 l2 J* O& e+ T9 y) V0 Z/ }0 v" I(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、
$ U, ^' }. Z% N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,
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
: n7 o  a6 v+ l7 b5 X9 ^采用20CrNi3A等渗碳。
1 @( k2 M2 P  k3 W) f3 ~/ e* ^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:
, b; M* \9 S) A+ v3 y0 y(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.
( |& L; j; U, @; n& t7 w+ 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
% z) u2 j) ~% a/ G面硬度高出HB25-40.
1 x' @; M9 J  O7 |. `1 J(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
7 H; J, m8 T4 Y3 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
3 r3 O" B" D8 A% v* k0 D% i(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
; k$ G6 ^" b  b, s' a轴类热处理实例
+ u, h4 V+ \8 O* Z$ I

lcshjsb

一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
" K! ^  f# {  L1 `# e8 q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
: O% @8 ]$ _- o. O颈处高频淬火,HRC45-50
2.条件: 在滑动轴承中工作,
$ _; b) C6 g  X2 B& n( Oυ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。
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.
3 J) f6 V) s* y% K# _4 m$ `9 j+ Q3 n5.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,
8 ]* h8 e  @5 F$ i( g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,
7 r5 i  |7 s/ H1 @/ S* O- zυ＜1m/s的次要花键轴.
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.
$ v; p7 r4 L0 o$ y) Pρυ≤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,
) \  \* o$ L: q% }$ ]8 b1 S( `! N精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
: j  I7 }! c4 v+ P" c4 d5 A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.
6 ]4 G# u6 E6 }" S" e6 u, e, p7 L8.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.
$ q' _" J! J2 ]; u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.
" C+ d- v5 w. B( x, C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)
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
8 w$ O: q, w- c7 M0 S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.
3 l' X! E6 u* R# W5 T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.
! F  p  {8 M. D# d; c, t4 g14.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.
(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 .
3 C4 Q- }3 k7 V  U" `+ J(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
/ W& J2 L  R$ @" e0 b  Y15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
* _8 j) r* V0 O! s9 L6 `. c6 C汽车半轴
5 B# ~; _* |+ a" l: K2 R' W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
( [+ H  ^" Z) P3 e8 D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
+ K! o: @% V- f" n( r, }: c2 n淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
" |. I! L( B% m" |- k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)
二、备注:
$ }6 i1 v9 f2 z6 U3 E" v! h1.(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
3 {9 j" u6 S9 v. W  b动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,
, I8 U. o% k( o2 j50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、
; n( X& k/ z0 b20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
/ {+ Y. K3 a2 e- z) A3 a) k* d/ d" r0.8-1mm.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
/ n* n6 F+ v: U4 T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
2 M# @* _4 [; q8 ]! F大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
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.
3.(10)备注:
+ D) A1 t. A. t# G- K* M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:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
5.(12)备注:
860-880℃正火
6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
+ ?5 R* F  o; [4 \3 v7.(14)备注:
加工和热处理步骤:
0 B6 R0 J5 u) [7 c2 C  s8 e下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
8 U8 _: P1 {; P# Y2 R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.
+ @3 [- N, j; ~8 q% v( h3 ]7 p9 ]曲类热处理实例
& B9 B- S' k) X- E& u6 }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.
  ]" y) S4 A& U; @/ p3 {7 ]! y. f2.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
; M- S! V. X& ^4 K9 [# [* r+ \的耐磨性.
; z5 Q; T2 A2 e) p2 [" U8 M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.
- d  Y3 u* A0 a8 S8 B! ]2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
9 Z4 N2 M1 B4 [# v1 [' P5 H球墨铸铁。
" A* ]. U" H; w/ R- d" h  c3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
! B+ e8 {6 R% P4.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%.
2 V& \9 H2 g6 z1 K' C1 W. J蜗杆蜗轮热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
; r! O. s: W0 f( z1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
要求: 45 调质,HB220-250
1 d  }. k+ q5 q2.条件: 有精度要求(螺纹磨出)而速度＜2m/s.
- J) V& A6 |" E0 }; B要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
7 K1 @/ E. o3 L2 |/ b4 C8 [3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
( b2 s/ `  ^1 @, {: T4 i要求: 15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62

lcshjsb

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
要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
. @4 d! z8 J- E, n7.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)
" i. c3 W, C& t- S7 T* K4 p8.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
- E6 c- f* q7 v# O6 ~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:
) |# i% P8 U& i# s& S1.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
. L! q1 b( y3 n  v, Z% P6 Q(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
: a. n' {; F" X) m1 v1 h5 f3 e( c2.蜗杆材料与热处理:
. u% ~. O* M+ q  o5 C. V, p(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
2 @7 h( g! d2 CHRC45-50
(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
+ J. ^; h9 p* N5 a$ V0 x% b1.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
硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
4 m- c" W8 g9 x0 u& KHRC42-48.
2.条件: 中等负荷的大型弹簧
0 S% W. K  \0 m5 U& ^. H要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(农机座位弹簧
! J9 E* h; R  w65Mn 淬火 回火 HB280-370)
9 ]) o0 ?0 R' ?6 j% D/ V3.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
6 {: U3 ^2 Q0 ^8 _! V! ]9 U4.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
+ |- d: g2 `8 M( E; p: O$ g5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
& I+ n$ n. p, |' o' X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
9 {9 z. r$ R6 F( A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
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  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
" J- g; S% f3 ?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
10.条件: 弹性挡圈δ4,Φ85
9 N7 q; X+ G8 }2 E% {% m; V) s# |. p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
6 r( Z0 G" d/ z! H7 c5 V＜1.0%直径或厚度.
# ?% Z) p0 d5 z: X1 `* o2.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 e2 H, Z6 G) _# N. I) @7 X/ m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
: M+ N, t( c7 M7 r5 Z( k+ p3.处理后可经喷丸处理:
8 G. L4 R  B- k6 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
7 y+ N9 m0 j; @) b6 K2 l/ v- s7 N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
( v7 u: b# x' A- ]0 ^8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
3 o4 I3 z8 T+ V' r7 i- Y一、        工作条件以及材料与热处理要求
; ~5 T0 k! n: I0 m' N1 W4 }1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
2 S4 k, q2 d( U/ D1 @# H0 b8 D8 ~要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,
9 V$ d0 l: n' P' cHB250;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
! J9 M+ }2 _" p& V, ?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
9 z% P8 D2 z$ U的走刀和传动丝杠
要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
7 }( l7 ]' K; o0 u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
. B, }/ ^! L0 ~4 C9 D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
' s% L) B3 }! _6 ^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
要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
" z8 F/ G8 F, [+ ~/ Q网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体
8 F9 z9 W- z- o6 @. b$ t, y6.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.
9 \6 h( R" S7 Z要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
) s5 d  ~2 D9 V% U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
床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
* k% N8 }" E. w8 }$ N8 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
+ y. k- e" K1 C6 q2 Y8 _HRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
5 I% _: y! ]. H1 y6 T2 X4 \  _3 ~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
' ~% S. H1 W; 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
' \/ O: n9 \6 Z2 h+ g; T二、备注:
. x' H- C! s1 z1 B: R1.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
(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,
0 U/ H  e0 G4 K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
1 K, r. _% o4 @6 ~4 B) K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
; h0 n  C; [% U2 y/ x* P% 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、
T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
5 p) ^  Y: s" F5 J& a, e" V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
9 k! C, ~' {3 j) l! C, I2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
9 d2 w6 S. l% J" O  N(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
5 Z8 i; i& @( c7 W; J2 r& a(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
! y  f! x% x4 F4 i+ Q3 x, W* T3.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
' r0 A, V  n% _8 [" V! n# _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、
! o' S, _0 {  T" M) A" B* c' F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
9 G% {: g$ u( B0 f7 R6 W1 Q2.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.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  
* k5 N) u* b3 U& z; T. y4 n. S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
' h% F' Q5 B5 }) I; E) {; w1 w' U6.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
0 I9 F/ M! C, h6 q要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
7 S9 p& e% V( Y+ ^" u7.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
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
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
. A* U0 [& O5 ~" b5 V7 W要求: 40Cr调质,HRC31,不允许有块状铁素体:下料→锻造→退火或正
# |' X$ ~% v- |* x2 y5 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
3.≤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
; s1 ]. X; W3 S4 m1 g) p4 ?3 \, E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
' Q/ J1 ?# v1 M  F1 k2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板,未处理,仅用3-6个月)
( i5 e. ^6 h1 s$ l2 @  |. H  h9 E7 s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
, |% \2 }+ D! D+ {4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或
8 j. d( ~  d( t: S! n( b7 p35CrMo) 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
炮.主要是过量塑性变形引起开裂
6 t* T; p1 ^* E要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
% t/ G6 V- n! [& Jαk=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
5 O5 G' f2 `& G' R9 q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
) }* {% s# a4 l- M获得代碳马氏,预变形强化.
σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
( `' x* A) R' X( w& w/ d3 {* L9 ?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
  l$ A$ L6 `7 M9 Z疲劳,主要是断裂与凹陷
. k, P, J6 _: v要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
0 W8 z) n/ d+ q9 Z加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
" `0 v$ B+ {) R% m* p8.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,
2 n( f! C# e. R8 y) e8 p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,
+ G- _8 z, ]  F' O至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
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
8 w! B0 }; N: y' G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
11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
/ N, k8 v' U5 M, [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
' V2 u; {6 q7 ?- t. l, @+ u$ l! [要求; 45 渗硼
. `0 v1 h7 _0 }9 M13.条件:  
3 O) D4 C  Q! Y3 m(1)1t蒸汽锤杆Φ120,L=2345mm 10t模锻锤锤杆
8 I* k! D, _, N8 ]' N5 u(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
1 U3 I0 G  }" N& S( P1 F3 e要求;
9 }" h6 I3 T' d(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
- U6 G* l1 c$ k/ L" I9 t2 r14.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.
2 C& X& A1 u. D- ^* g3 z" l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
6 c; ^4 q4 p4 @二、备注:
4 U6 Q9 }1 Y, X. [0 ]2 l% P. F& W1.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.
) E% y& K+ D2 F' I$ K+ O% M5 B) ~3.7-8级的丝杠用55、50Mn,高频淬火.
- Q! K+ s7 p+ E3 V; i  W$ J  x4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
38CrWVAl,氮化.
/ J! L+ v+ T3 V0 Y% z5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
碳钢的
' @/ F# \$ h4 c; c/ {7 y  O6.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
, Y$ ^6 j  l* I! {( p/ a% Z7.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.