几种零件的热处理实例

lcshjsb

几种零件的热处理实例
  Z1 c. C& ~: F: e( J
# c8 H' {0 T% J2 B$ [
6 [1 m$ R6 Y$ i; t5 }/ f   齿轮热处理实例
& K  Q  W! K. R; G% V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
2.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
6 Q0 ?- e6 I$ m4.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
4 }) m$ j! C1 v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
2 q: S8 {4 {" u. g: N6.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)
$ r* U( Z. p9 Y$ Q7 \' |% }7.条件: 中速、重载
要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
# z+ S: c5 I/ M7 @# o  o$ L8.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
9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
$ V: Y; r9 W. A5 ?* @+ _+ ?要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.
8 ~4 ~3 P4 k" o$ i10.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
7 b0 _8 h% S# _6 L) z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)
8 z0 H( ?/ ]# v5 ?: e% Z( x要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
淬火,HRC56-62.
( r; W' S: C1 g, g18CrMnTi、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
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
4 N3 i9 s& _; _8 L# s中心:索氏体+细珠光体  
- D" \/ z" }" D1 z11.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
: ?' l% G$ m% a+ ~! e. O13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
. `4 k: l# @' L6 C7 J8 U! ?. m- K重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.
% P: \7 ^$ v' V4 ?0 y# e要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→
* N0 S% }* P5 r) k退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理
! B# L( _* D& ~9 E1 m2 F→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
' h; s. @6 H  x6 t& H4 P2 |14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
' V/ L1 i  F  n) ]1 x8 p3 P/ x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.
' f. N" Y( @9 A- }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.
3 B+ _$ R: n: m2 F! w要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
5 R: E5 v- k* @% ^7 C17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
, @; [3 s5 b$ w" u8 L4 [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。
3 H0 @1 D8 J  S# P# K4 P要求: 粉末治金(生产批量要大).
0 h% D; }' w% p( ~. Z20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).
; y9 z7 |' R. j4 F) c! w) F要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
- H. i' y4 ]# g3 |0 ~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
5 G& v) F) T5 Z7 W( c' ^( g, K化,材料便宜.
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.
(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.
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.
' p6 H4 p& D1 W2 s(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.
  g0 l2 E3 w3 W- S% \" ~(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、
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,
# a+ ]5 r  u, j( o) d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
4 h, B2 e% g5 }( ?7 h  [* H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:
  M( m1 p3 Q/ c, Y- 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.
1 f+ Y& g1 u- N; J  P" T, H(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,
" [. H$ |2 w8 n" C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.
* e6 `4 z/ o) b- {* P7 f(3).正火:受条件限制不适合淬火和调质的大直径齿轮用.
$ q. y; |/ q& e! R" d* b3 [+ Q(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
(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
8 v% L$ Q+ o, R; l0 D) J

lcshjsb

一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
- B! G0 \0 O5 G$ a& ]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..
  ]* i# j, w& M% ^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
  N5 Z4 |+ Q' `2.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.
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.
8 h! y! H5 D! r% S+ r2 m4.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,
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.
+ ^. Y7 D9 r) U$ y) @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.
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.
' e0 d  p- A( ~5 H2 T; @, C2 \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,
! n  J8 c: K: E6 h8 _8 S, j装配部位表面淬火HRC≥45.
- C, }0 B' l) [2 k: [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.
. y1 F6 |% C8 ]) V0 X8 q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
; n0 P6 x$ i4 ^' j8 |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.
0 N  {  @+ ^$ G4 T) K要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
+ W7 {5 C$ I" o/ W# E2 k- ?5 V% U10.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
; `8 ?/ R" o( T$ B( R' v1 P) @火HRC≥59.
5 S" w' c" v9 ~5 D. p. F  B. D11.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.
$ X8 E3 I6 d. x0 f( b% M要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
: F% U' |" I2 U, O, K) o: p13.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  
(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
" _: l/ k2 s6 L(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.
  K3 ]7 \- h' [, q" p要求:
. v( J: h5 i! {+ o4 F% }8 [" V(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.
' m4 x: B8 m  E! d$ I: f2 z(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
! Y9 |# J& o' Y. z3 ~  @5 s& X15.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
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)
, y9 X9 _( d# ^8 ?: M) D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
8 v( M, }* o) y: v8 {: t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、
/ }' U( w$ r; ]% ^$ D4 h# K0 C20Cr,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
: c4 N: x" L: @大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
9 o9 T% v0 ~  l7 E2.(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.
' B: O' ?' |0 }3 x+ ?! L3.(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.
1 @! ~7 J4 a6 i; j4.(11)备注:
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
( L2 U  y6 W( @  O5 D* A* Y5.(12)备注:
860-880℃正火
6.(13)备注:
8 c, M' T  R7 |5 L- C8 U或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
! V4 C) T# m% P( d6 p7 M* L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
, m$ u  p3 r  q6 i2 X, g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 S. R! Y8 m5 \$ A! X8 v( P外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
$ ?" [; B. e$ b: N8 ~+ R. S曲类热处理实例
一、        工作条件:
7 w, [  i. I  [) V& e" \# D! R  m1.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,
& m" i" l" D% O: I) L- f; m会造成很大应力.
' ~. m" {- P! X0 {$ j2.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
5 n8 ]# a8 X9 z* N2 V4 \6 K的耐磨性.
: @! W% N$ a  M  @1 ~  R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
球墨铸铁。
3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
2 \. u, z; J) v7 @( K4.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,
2 S/ e5 \- \$ [( F( z& S1 M珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
8 V( B' n  L# z( n: y; P( x4 e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.
) L  t) O* M. \9 s# I( h9 V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
% o- j9 W! L* h要求: 15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62

lcshjsb

4.条件: 滑动速度＞2m/s
3 O8 q, X9 @# W8 s# }6 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
, @$ J* z$ ^" x6 y5.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
: ]# \, p0 ]7 m& @' a6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
. r: [  R+ S) ?4 d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
要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
- P& }9 }9 M+ y8 p8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
& v6 ]6 s8 x3 u( m3 F" ^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
3 |0 E* S) [$ l- J6 \" T8 J二、备注:
6 r1 i: E2 }& L- H1.蜗轮材料与热处理:
$ ^, x* N+ z5 o* Z: f* g# F(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
, T8 T. d. |$ v' l: q9 k2.蜗杆材料与热处理:
5 P) z3 c$ b9 w$ O; w1 r(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
$ v1 g8 ~& T1 _+ Y7 |HRC45-50
/ o7 R( a, i0 B: v8 g! W(2)不太重要或低载;40 45调质
/ L4 q6 W  O0 F$ [弹簧热处理实例
+ A& E1 r1 D+ `" j2 m0 g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
要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相应的
! h% _1 G' A- l' T) V/ Y6 D硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
$ V& G2 @- j0 m; [) aHRC42-48.
7 r7 [' G2 [0 E! i/ v" ~2.条件: 中等负荷的大型弹簧
- O$ D; a" A* v# N) 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)
5 C- g3 K9 p  D" l# r" f7 `1 R3.条件: 重负荷、高弹簧、高疲劳极限的大形板簧和螺旋弹簧
$ X5 M- [" X. \+ S  Q% g% y7 b要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.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
* Z1 ^$ a1 M- a4 M  ?' H+ P5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
( i9 D) B" Q% y/ ~+ a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
3 }1 @! Z, Q2 l$ B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
# N1 c" `0 M4 W- |9 n6 \6 Y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
7 H$ g" n& b3 E% \! T要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
$ J1 G2 ^/ l* y' g$ ~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
要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
' Q: X7 L% K) F1 O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
+ `2 t5 s0 N) x0 F" X8 {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.
! V+ F7 P: s7 F0 A7 h2 a" W' l2.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
7 w4 m" x7 j$ w: @  h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
, k- b+ M8 B/ y: |: C7 U9 N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
, V  p( p( M4 l% G1 l8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
1 o8 z" |( W3 {3 O' _机床丝杠热处理实例
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,
. q4 O1 h# s. l5 l5 P: {, t" l+ @HB250;方头,轴颈局部淬硬HRC42
3 y5 Y; w9 `* v6 v0 t: J8 {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
& b0 k" H- g' I6 V$ ]+ c' q+ B要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
6 `4 ^! ]. i0 _- M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
4 m& D) u7 E# D( w的走刀和传动丝杠
8 y9 @- f  W* h( T+ B3 m  j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
/ [, d$ h1 h1 |' }5 L" P- u  X4.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
/ w$ P1 i  Y& T1 |动螺线啮合
0 g% i( ^2 T4 i. P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
6 _4 J+ g) {* w9 R% o) @$ P6 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
9 u2 |( V. d0 O! p4 A6.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
, ?: J' V/ O# r! R9 J0 l的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
3 G/ ]8 x# G* F2 t6 N7.条件: ≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨
% s# _8 h. m$ |床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
. L" b5 w, B" r- |3 k% Z7 H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
; z* T4 r) J2 N2 V* m. uHRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
8 x* V- ~& f$ n' U) D- f8.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
$ [/ g/ h9 g+ q5 H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:
, j& ~9 f7 E! d9 G5 B1.丝杠的选材与处理;
1 l: f$ h* F4 u+ a; `( B(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
2 _- I( I. A( ?8 J4 W- D0 z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 j8 }. m! B- P0 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
. A+ J6 N. z2 V3 ?. O% q! J/ z度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料,
9 _( Q" d; B9 U! C: Y  k1 z有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
8 Z3 ]  S0 g4 T- `7 u9 R一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调
* p% \5 _# j2 Q' a. C+ Q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
: \' e, V! `0 l1 e1 s4 d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、
, a% f4 V* L% l+ i7 oT10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
0 w! B, L" c* V, Q* J; |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:
1 _2 i, b4 o9 T, z4 r9 d& m4 C( ](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
! n; C: b4 w( N  @7 s(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
/ a- |: h" R4 q' D4 X(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
$ ]. P7 q* I5 w/ A# c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、
0 n. t8 u4 N9 [, f9 X( a1 P0 K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
! Y, w* U& C& x$ P4 z" j2.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
, o9 r. a4 U. N1 c: e' ?要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火,回火,淬硬层深6-10.4mm
2 B  x+ a- j# B4.条件: 推土机支承轮  
) E  B* v7 ]4 r; V7 s) ]9 O2 r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
2 K0 N9 R% e8 ~/ u2 }! C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
5 {3 `) j8 g0 w/ [8 s4 @要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
% `6 b) k/ C4 s* P! _% V! X" U* G7.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
  `0 P) _4 K+ C, i+ J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
6 X( s( E7 O4 p& L" L4 n$ p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
9 L1 t& M, N6 U# |$ j, o/ {, Z) ~! q火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
6 W0 B% \( y0 z$ Q4 s二、备注
* r( c5 A5 Z4 v9 Z1.＜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
3 u3 Y1 @; K; [! g  _- X6 M" ]2 q2.＞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
工作条件以及材料与热处理要求
8 z( N4 }6 Y0 u% [4 Y2 w1.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)
# i4 N; g: I6 M/ o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
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.
  A: |: z8 }4 ^, L要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
! [1 ^6 m0 h. b4 A$ T( _& v5.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,
: }6 c1 ]/ r7 D( Dαk=80N.m/mm^2
: P% x8 r% P: N4 v- Z6.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
1 U0 N3 g, P! D( L0 y& ]. Y3 O获得代碳马氏,预变形强化.
# ~6 c! Y; z) z, 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
$ Q4 Y, t; x& l: N/ ^4 v; J* N疲劳,主要是断裂与凹陷
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
! S2 C( }9 Z* Q: ?/ |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,
至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
5 f8 e9 t$ }0 K  _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
( I& t4 L; p9 E# P3 G( h! V( R- U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
1 J4 a* Q6 P$ v$ H3 Q2 w要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
+ @$ @4 E1 _9 ]3 M, a1 S11.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
$ Q$ t6 m5 c. E9 E3 E, D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
, L: @" q, t" Q/ _/ D) r要求;
(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.
, r* m1 h$ `1 }' X6 ^! `" `7 k要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
6 Y& n. a- J3 X( X, M, d' X( ]15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
! P% x  }' Z) R$ e$ X6 t% ]4 [( Y二、备注:
+ o; G- K3 L, A; @) Z% y1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA,渗碳,淬火
1 F' b+ ^, m: k% `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.
7 U' X, C5 M/ {& |3 p$ d$ O9 R$ L4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
5 \. b) Q' n0 E2 d  S38CrWVAl,氮化.
' g8 }/ o4 B5 R7 Y0 A( R9 R5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
1 E; @7 t1 j5 J# I碳钢的
" r1 j9 c- ?; \! T4 x6.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
: r! R: k6 `7 w7.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.