几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
+ }5 p: d: Q0 ]' v/ C- E1 J
" j. x1 |' Q7 ]6 J
8 [" o$ W/ m$ ~4 E9 E' J! g   齿轮热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
, ?( R7 N3 I( T- |+ O2 i# e1.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
, S' o# `" N4 `, K8 S& c4 T4.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
% Z. r$ U9 ]( C1 z* a5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
' S& g/ s  M! l- h/ 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
  }& `5 x9 t& e# R+ v6.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.
$ P  W9 d. w1 b% N# m2 |& x& ]8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
1 ~- r; ?" N, A8 h, F+ v' ^! F- }! V& d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
7 U  F: {3 W" L, o' \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
$ V9 Y/ W5 n( Z7 s, j' B& P. M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
# |: h% `2 n7 c4 Z& {8 i# g& 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)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
" B# D# Q( a' q1 _淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
7 ]% |4 Q( _; q- v8 u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
- |; A& A- h+ t  a" GHRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
: U$ ?" k" C" C1 C中心:索氏体+细珠光体  
* v  R) j. a: d  g$ f; P! l11.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.
1 d1 Q* v# H/ n12.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
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→
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.
6 ]2 v9 t+ D/ Q1 b+ o- j4 w  ?; o14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
: D5 u5 H+ J8 i2 c( h: N: ^; Q! C3 d要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
3 G& `0 k- A+ Z* x/ T! f15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.
1 a1 ~$ M  m: [  ^& J# r5 i要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
+ R' x$ K/ B0 Z+ h! s) A16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
# Q0 C' d) c& J# l& z要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
, t& C6 n0 D7 R1 k17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
7 ]- y* j+ d7 H: F6 b3 P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.
. q( R+ \) t! p5 t19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
! ]& F8 G4 o/ f8 R, ^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).
' O1 t( _: P& Z" p; j# t" h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:
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.
' N; i& L. P' t  z4 A(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.
1 N1 I% Q5 Y3 t2 H; h, ~+ H, T2.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.
/ Q- A( [$ @+ i3 G& ]1 L& K(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
3 {" M, Y- Y6 g# T5 f) yHRC56-62,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.
1 Z8 A( v! B+ k+ \; L(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) ]( \# u/ }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、
/ G/ n, X5 r7 y, a, d* N. m) g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,
7 q8 G3 W  z2 S" L' c' Z尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
/ G5 G( n: ?1 }8 N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
采用20CrNi3A等渗碳。
, q7 X1 x6 j; A: G; h2 p3 X4.一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
8 ^6 a) ]: ?/ n0 l+ o0 c" I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.
& t& y0 A5 b- z) [) [" I- ~(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.
; }* T! _8 _# w$ G(3).正火:受条件限制不适合淬火和调质的大直径齿轮用.
" C) l7 x$ A3 }5 ~' u, B4 l5 t6 m(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

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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.
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
9 R! ?, P; _3 s0 O9 x2 F1 V/ P$ z; i4 k颈处高频淬火,HRC45-50
# t, R! o% h* K* y2.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
- d! C. Y* l* W2 j$ _7 P! d要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
+ A$ r/ L9 J! x% \( ?  {0 Z/ v6 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。
' b. Q+ Z! c. D: R8 P要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
8 F; \# K+ b: w( Y& a) r4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.
: t& ]$ e" [; d5 d9 m. J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,
* B$ m- K6 X, B7 k3 C" Cυ＜1m/s的次要花键轴.
1 m$ [9 c/ I2 T6 u8 `( }( Q要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
1 B$ N  Y; R, q6 w: M7 s  ^/ g7 G+ o3 R, U6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
( \# ~/ V1 N4 U+ f- Y, mρυ≤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,
; A; }; K6 w$ E9 w1 Q2 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,
. u" k4 d' y5 E& N; o5 a装配部位表面淬火HRC≥45.
  g' H% V* e4 |" b  r+ M  F+ @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.
( h0 w; L' a6 V7 v要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
8 L$ w. V* ~) D# |9 `& G/ m( [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
  D* A! Z7 C6 E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.
! X/ q6 \8 X4 Q. K# y! z要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
' K/ ?/ Q: R7 H2 E10.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.
; c$ r/ k( C' t: u8 [! @/ o0 {要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
火HRC≥59.
/ w! B) E" T, i+ y11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
( v/ A$ a  F; q: L- _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  
( T. u+ O8 R4 j* Q- ]$ D" P(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
) D7 ], G! e$ h+ b( m4 x(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.
/ k2 g- i- G' f- \$ N4 P, m) Y# ^- q! o要求:
7 P. u  t0 n( i' w% g(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.
1 `& g$ x$ U9 U(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)
' L% N6 |0 J! B4 ^+ U" a: {汽车半轴
" [: b. X( |/ W* ^5 t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
& y/ P( J7 B- [5 o$ B  z  k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
' v9 ~3 h5 n2 B$ I/ V( L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)
& A- ~# u0 X* V0 h& ~# ?+ F" r二、备注:
. j; D9 U; T9 x8 ?7 J" f1.(1-8)备注:
* t5 O/ C( ?; n3 m+ t- a) d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
, ]" X4 t- L9 |% m% z0 E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
6 o- J. s, ~8 O9 ?* Y  D7 k0.8-1mm.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
! I& V5 M& I5 n+ L9 d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.
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.
" D4 f2 ~/ B7 S9 Q+ k% ?( S) X3.(10)备注:
2 B5 O0 l' `" k( y( f# x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.
, W; S, P$ c! `# e3 E4.(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
( C+ K8 E% }, x& ?( ]6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
8 ?% Z/ ~& q; I9 L# `! E' [7.(14)备注:
加工和热处理步骤:
* v- c) d) q: x  U( f: d1 S下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
  f) M( D2 I1 m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.
/ A/ u+ ]* Q8 M9 D4 E曲类热处理实例
一、        工作条件:
" C- \, K0 h$ I1 m7 W4 L& j5 q: S' i- f1.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.
( a8 q0 t! i" Q2.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
3 G0 V  i! n( }% V& @的耐磨性.
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
7 D8 B0 T2 D& j" _* ~1 J/ y( u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,
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%.
; E. s3 B5 I* P8 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
1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
. F( H2 |. z9 S: X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
8 F% B' ]; B6 ^8 S' |# K  ?3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
) U' T( `1 u) r: U# g. A& C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
+ j$ \5 p( p) k5.条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
" V% [5 Z3 B) T7 K* Q  f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
6 Z9 ]" p5 o9 _8 M+ q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)
6 c+ |  X: G+ }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
: O/ {* c- E! |2 F" t$ l* k- N9.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
/ A& Q* x8 [' j二、备注:
) b: D: ?6 Q/ e1.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
5 t, w! o  s4 S2 ?; _(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,
! I! P. F, W) q! |& ]% w6 I( {HRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
" Y. `0 q  i  k# W" `6 O弹簧热处理实例
- s- Q& L4 ?4 T$ 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
硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
. z, B/ ^1 L* ]3 BHRC42-48.
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 B) k3 D* z3 m- w65Mn 淬火 回火 HB280-370)
5 N3 J. p( O5 K- U$ {* T* g; P8 w- O3.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
4.条件: 在多次交变负荷下工作的直径8-10mm的卷簧
0 b" v/ V0 J4 n2 _7 O5 u9 O* [要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
$ V) p, C6 J+ w8 c6 B5 ?5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
要求: 55SiMn、60Si2Mn
0 U0 K0 R" j: W1 n% x3 f% nHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
% s; @% K) Z7 k% q/ f) v/ c6.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧
( @% G" X2 ]1 r( |1 ~8 i# z要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
, T! h/ G  n! V. c* N- ~$ _- }. a$ O7.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
# _. N7 Z( @6 |( S* `1 j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
9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
$ b6 x, F; _# ]5 X+ R" K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.
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
5 [4 V7 q0 n) d1 x: R2 T) ]合:＜Φ6mm的钢丝或钢板,应＜1.5%直径或厚度;＞Φ6mm的钢丝钢板,应
2 g/ }( z3 R  G# @' ]% s* Y- a＜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
: c" b+ |) P, q) T( 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
4 {9 W+ |* V+ e$ w2 {: [  Q钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火
- w9 z& V; A* A8 i& ^- W) r5 u3.处理后可经喷丸处理:
/ d0 r2 b; ?; J1 J; }: H40-50N/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
% ^, E! z$ q1 A7 q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 p5 ~& i' }# w" m/ |8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
6 Q7 N( _. B- f$ L( l5 N一、        工作条件以及材料与热处理要求
2 H9 Q! x' Z" j6 m. ~1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
. I5 O0 y; D9 z( O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
8 S, s) x" \1 k" o* c% z2.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,
& L9 B# }6 p( 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
# I0 ^; {' g% ~- [: y1 F的走刀和传动丝杠
要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
# L& g2 E9 ]9 z8 m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
* w$ k$ {8 x) L2 _: J+ E! e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
7 P+ r, {. G7 J# H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
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.
' x0 r2 @9 p- e& J* r' y  H' h要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
( c' _5 Q" _  B* B* A的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
4 ^8 B9 B2 w- Q3 x7.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)
0 H1 j7 u7 R9 `2 G& M# n" _6 y要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
( }, t! {2 N/ ~7 P" M$ U# F球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度
0 P6 \/ y4 M" V, L( g7 D+ c2 h, k7 UHRC56+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
二、备注:
6 l1 f3 C  T2 N9 `. @9 X8 z' S1.丝杠的选材与处理;
9 T% w; t; r  D. W(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
# H' q: F, t2 D' V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
+ z) ^0 O* d0 V: Q5 b- G; }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,
* K$ r6 r; }3 D7 Y) N/ @有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

lcshjsb

(3)热处理:
, |1 f% ]' k3 h) k一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调
1 T) ]' v2 Q' Y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
7 C. e! K1 r* t1 C: ^- l  [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:
(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
5 W+ M% [" l' g+ m4 Q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
9 e9 g1 U9 x0 d1 |1 N2 [3 G(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
6 L7 O/ m1 S, F- V- G. D; {- D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、
/ b8 e' O; X% i5 n/ l& c" V7 L大冲击和严重磨损
# P: P7 X* A5 Z; H8 S& 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
; k+ L$ j5 {! ]% G7 S, n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
; p4 a9 L, M9 A& d+ N5 p3.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
8 e4 ?6 B! U: l4 S# @. z2 j4.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
, G) a% i% ~, n4 Y- S* n  h/ }要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
4 e3 w% v' {  t# B9 \5 }4 g6.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
: ^, N) K; b9 L# H要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
/ v0 K* k0 i% i. I7.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
% }: X0 D4 b" I/ l/ g, i# k3 T要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
% S2 s! M* E- O+ B1 a/ W# k8 u7 m(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
0 y% z4 ~* m8 E$ k1 V. U% E$ 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
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
+ ^1 w* w7 ?- {7 K* |" L8 a  b要求: 40Cr调质,HRC31,不允许有块状铁素体:下料→锻造→退火或正
( a- u" H( v) v8 n火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
% @  x" _1 c) \, Q! E/ u" N8 ^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
" [: q* E3 a- k  a# M. @9 K2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
* V: `& _6 n5 a+ u3.≤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.
; s$ |8 U& x& h" o% {. |1 q矿山机械及其他零件
2 K3 k- G  |1 }7 H5 _" v工作条件以及材料与热处理要求
1 J1 @$ u6 Z: j1 J1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
  u2 d/ |8 L5 r' \$ H  h要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
% j4 p" z" X9 _& i6 J2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板,未处理,仅用3-6个月)
9 U1 \7 w- t. `* {2 i要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
6 X$ H! w& ^1 ]- I3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火,回火,质量很差)
( U4 a) }/ C5 m2 s$ d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
, @! n2 c( C( t4 o; @35CrMo) 正火或调质,质量差,笨重.
! K. Q3 o7 T  D  _9 T5 n& Y# r要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
; J$ b+ y- K" \, X! o! l2 m5.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,
αk=80N.m/mm^2
2 ^2 M4 k$ H3 [7 h1 t, h6.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.
  \& M2 t9 z& U2 R; C# [# @2 T+ k  }8 T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.
σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
# A9 |7 h7 z3 @* g6 ]" ?; }9 \3 f7.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
% a, i! a4 T* w+ w9 K6 V, q9 L3 S疲劳,主要是断裂与凹陷
/ f5 l/ c) s* x# Y5 P& V要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
& L  {* v, i( G, ~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,
3 X) P: _' K( t  p  a耐疲劳和磨损,主要是折断与磨损
2 M: @0 \2 w8 l+ c要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液体渗碳2h,
1 E5 W* ^* \6 X2 v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
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
! E+ K( T7 \* F% l要求: 普通碳素钢渗硅
" W! d9 F8 \6 F# L12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
要求; 45 渗硼
7 O$ Y" _3 W' w* q: |13.条件:  
(1)1t蒸汽锤杆Φ120,L=2345mm 10t模锻锤锤杆
7 n" @" R; P' N, m(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
% P  x7 U! G2 v+ h7 |" g要求;
) S) C5 o: P% \$ g( ~- d(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
: W* {  W: \6 k(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.
要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
9 u9 j; u# ?1 ~9 R8 u& v/ f15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
( @" M1 r1 I4 i/ u' A/ z要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
' i. N0 ]* a' U0 O' _* \1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA,渗碳,淬火
3 X% l; O% p) ^  `6 l1 u$ [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
$ @9 `- H4 [$ e38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
碳钢的
/ f1 H1 X/ ]+ A6 U( E0 P$ r( t6.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
$ E3 c9 z3 |% t9 Z9 o" U7.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.