几种零件的热处理实例

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几种零件的热处理实例
* z5 ]. ?0 y& s; M  R# X$ L$ n  B3 C7 W

! A; g3 Q3 a% i  \/ _3 j% E   齿轮热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
! V. d# F' X: F$ \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
" S0 {$ L' }/ b; k! U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
% x7 h  |+ ^+ ?, x" x0 |0 k4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮
/ f. A5 Y3 \! B2 N0 T要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中温回火 HRC40-45
0 R: q7 _1 u& I* s4 G. G, E3 W* E5.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
8 d+ a" S" d. S. u4 z6.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.
5 U* M& B. U  h! F0 C3 s8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
( \4 s8 p$ n' u: U1 |: D& R) a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.
2 a( s, u  z1 R7 N! H* p! k要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.
0 Z1 l- r& l2 h' u7 x1 h, h10.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
$ c2 R( X' P* \& H7 x: Q5 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
7 D; U- V$ }5 R% i" h" |( |7 [3 p6 ]% O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)
7 j4 {* R( x' j4 L( U, w要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
淬火,HRC56-62.
. s! q1 a8 l3 c  ]2 G6 l18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
) n9 k0 U' _, F2 h4 z# X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
; O0 ?% l2 k2 T1 tHRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
7 u- w) f2 f3 V1 n% K& u中心:索氏体+细珠光体  
7 |7 P8 o4 Q& w6 e+ @" M11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
3 h4 L, f# Q5 s3 M要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
8 h% f3 P, A/ Q6 R" 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
! x7 a. R, I- N( |2 B  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、
重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.
6 q( b( q! ]( G1 U' r1 j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
( {; ]0 V, Y6 G8 V5 K4 `→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
2 C( o; M- m& |% O; T, M2 D( 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.
要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
% b  [* T/ ]3 ~5 k# f! Z3 M16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
1 o3 Q- U' F$ N' n. |' A6 R+ h17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
8 q% b4 f# T$ K# y! ~18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
& Z* k# D- h- Z3 \* v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).
6 \- n. c: |! l- u20.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.
# e8 K! I2 Z. U+ W% E二、备注:
9 r. j7 _9 O$ @/ y1.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,
: I3 }# x' O' S3 Z! d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.
# p0 u1 [" A1 S* T2.机床常用齿轮材料及热处理:
6 y( W* _3 H- E- L  P* f2 Y; m(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.
& l+ {: B. `0 P(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
# `* X8 U7 J3 S; S1 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,
: g  {: w7 r0 I* O淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
3 B7 h7 `2 [8 ]" g3 P/ W, J# t(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.
1 z- Y9 E* L1 g! j3 T, T4 A3.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、
1 O( `) K, L9 e! L/ d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,
  T: |2 D; B* f4 {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。
% w7 w! I2 V8 _0 W  J; V  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:
9 O7 ]- }2 |* {! f; Z, o" W(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
/ j& U& F! v- A* 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.
" _; {' S1 j$ G  v4 r' p6 [(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.
(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
* @+ o" I8 q- d& o' F+ P: }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
% u" V1 t/ h2 M6 T(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
, N# O. F8 A0 A# \7 |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:
" E3 i+ Z) i8 z0 l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.
  `2 F- W# @) a. p7 i7 E. \  l如机床走刀箱、变速箱小轴..
* ?7 j7 H# Z0 ]0 t/ T$ k7 F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,
' |# W! U$ ^! ~8 U1 z( z' A& tυ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。
* {: y# x( e* Q, n  B  r5 C要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
/ W: `# g, @. s% g/ u  c4.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.
. r" d2 J2 D) k2 _, ^4 ]6 g要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
) y! F/ T9 s. M2 s  @: H( I6.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.
9 ]8 S' y. E) |& A; n$ m4 R7 B7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
4 b$ f0 I* v' y5 @& F精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
; M- V; T7 k1 K3 x" |+ t要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,
: }' b- Q( J! K5 j装配部位表面淬火HRC≥45.
, T- N# n6 k% W# P+ n/ \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.
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
& A) j0 i. O/ @/ d# T/ I# _2 s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.
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.
: S2 \' t3 Q% i0 A! T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.
2 o! j8 P$ ^5 g+ e" t* f12.条件: 电动机轴,主要受扭.
- q, e; h) e: K8 o* T1 S( |要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
' [% k+ V' ]) ?% W# E) V: z1 K13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
  G5 M/ H  U+ P+ ~( R7 ?8 z5 E" U, y要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
9 i% f9 I3 ~2 }% f0 D4 k  {14.条件: C616-416车床主轴,45号钢  
' A9 n# `: R6 ^+ r" K(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
9 ^. g# L/ d3 A- [. y. h; }* p+ ](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.
2 g0 E( j( ~* M" N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.
9 B6 R# O8 n4 j3 G(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
6 G- F2 R0 S$ p15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
* o: ~5 i$ T# p9 d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
5 J+ z7 g/ R6 m! m  n. u的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
( i3 ?0 f6 u) z: l8 T  p9 P要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
0 o! r. ]' J* M4 k( ?6 r8 `0 U' F淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
- a( C* W. r3 [6 V计寿命≥30万km
; k4 ?! a* ]' M* w7 J; ~. 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)
4 a' o6 F# o0 B* s- b" S1 I/ A二、备注:
1.(1-8)备注:
- ~5 c) |$ Y- I% a3 \, H; l( s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
9 J, k  C1 z& A5 f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
% T4 F! W" y* U: X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
; Q6 q8 R3 K2 [5 p0.8-1mm.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
$ S" ]; B8 L& I1 y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
. {( }1 t) h  z) N0 z, X" C4 g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.
# [. }2 ~# ~/ m: D5 k3.(10)备注:
% H) ^5 t1 N6 W% ]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.
. e3 s5 V; e. E" B5.(12)备注:
860-880℃正火
6.(13)备注:
: ^5 H- O+ D. R# ?9 T或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
5 ~" n. ~5 T# l6 ?/ r6 x7 ?  s7.(14)备注:
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
) e. E( a6 i6 G) w外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
2 A: l" w8 c/ B, p; C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,
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,
/ Y+ j, j6 V+ r6 j5 j7 o( ]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
的耐磨性.
9 Z& H  B8 e5 t5 c% [) I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.
. F( Z2 H1 C( M( O& C, X2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
  h8 G" }8 u/ R9 l5 O7 n球墨铸铁。
3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
' W* Y. \& C1 ]6 c& 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,
珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
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
' N! q# V% I7 p& T+ ?/ @2.条件: 有精度要求(螺纹磨出)而速度＜2m/s.
8 c* I. E" t0 S3 J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
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
5 X# R8 o* c4 U  U; _要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
# x# H. e- L6 S$ n( p6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
% ~& l7 K& @  A8 n% C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)
8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
: ~# [% B) f0 o' e  X/ P( I要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
) w3 C. [6 V: b& E6 e( y9.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:
  ?" h1 k$ f7 x$ I(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
& V5 w' g; _! f9 q5 P4 g(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,
HRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
* P% [/ ]( e9 s/ v' t  N, b弹簧热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
# I. Y, b. h) _, H" v1.条件: 形状简单,断面较小,受力不大的弹簧
- z/ r2 K/ d% u5 S% f; d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,
HRC42-48.
+ [! m8 u5 s/ q' ~& Z1 S2 i2.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
65Mn 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
+ J8 [' a9 O0 m6 W3 p1 b4 T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
3 M' f: O$ I( u0 j# K! ?5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
8 X) z! {! O: k# S: f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
) K3 R0 ?6 a. G  O要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
; H8 A9 ]2 G- Y% P或HB370-441
# l# u3 g1 f! Z! S7.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、
& l, J  L; k7 q, p' I! \* `  u重型汽车的气门弹簧和板弹簧
1 |6 o: C1 [- D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
3 h7 J; }1 y- ]2 B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
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.
+ [) `  `0 Z+ w6 a3 O* o二、备注
+ a# r: l& g5 o5 [7 K& E/ M1.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
7 U/ j2 N; }$ o6 e) Z8 r) p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
2 f% n* K  m0 }0 t* |$ 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
8 ~6 C! F0 ]2 {0 O3.处理后可经喷丸处理:
8 Z/ V( Y* e1 \; b40-50N/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
2 o% k! i6 ~+ l/ F6 j6 k7 ~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
3 {& O" \. Q4 n( N7 e. f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
' }) G$ ?4 Q8 p+ v% f. Y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
- n) r* D9 v( P+ S2 }  V" W' ?要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
; Z9 ^% j0 ?, D0 \1 ]2 l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
( U$ z* }7 W' }5 G# X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
* r  X; Z+ @1 H& e动螺线啮合
% d, k/ p7 f+ g. s2 q4 X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
) X( [: {8 B# b5.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
4 a: O2 N7 n# ?好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
) s3 {8 r6 f6 `: g4 M要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
0 F0 Z* R" d  a: `; N, [% D: D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
! _- M- k- K  B; U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
, G4 s. F+ s, r0 [/ |1 A的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
" Z. F- {+ k( B3 ]/ ~+ _* z7.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)
要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,
. ~7 H8 r9 _" |7 d6 l球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度
9 V- i* R3 Z( r; o" r- z; K0 O5 ]6 wHRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
8 N* s1 m& b3 Q+ _) \( v8.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
+ W' w. j/ @9 m& r. g. N8 j6 m5 X( F) m要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火
& y* S. g; H: w' |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:
& \* v7 a0 y- P! R8 J/ }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
+ J( B& |6 u  t$ r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,
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
* ~. R2 Y) s* j. U; g2 K度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料,
2 f' p& x( A' c  j( h有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

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(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
9 H" b; _/ g4 K8 ~1 N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、
- Y* y7 i2 N+ W: y. ]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:
9 L& g; v/ D& V/ f2 E* |) z(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
# G9 F/ e: E8 f) m$ x" M" D8 y( B(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
. Z9 c- R% g0 d5 h3.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
5 P& l4 {) n; J级丝杠用CrWMn整体淬火
, h4 h. Y# N/ z1 o' U8 S汽车、拖拉机、配件热处理实例
' \& }5 V: E4 U! W0 c1 O- e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
要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳,二次淬火,低温回火,HRC59,渗碳层深2.6-3.8mm
$ w) w# ?: \' c# r# n: |+ g! u( m2.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
9 b/ E$ K# |$ b9 R3.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
) L0 [/ E( i6 b" R0 e" r4.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
4 ?& I; k, D- L: H# \* J& J5.条件: 推土机驱动轮
6 l# {8 Z( {7 q+ s" n1 b要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
0 V5 }4 ?! {, r* m6.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)
: d7 A: U) N9 o% U6 D7.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
' _! @3 o0 \2 W要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
, X6 }$ {9 v* l# e3 m2 q% |+ u0 D(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
* t1 Z; R- d+ g) N% I+ T8.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
! k$ W3 R, l3 u' I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
& H, {2 o6 a# E" C3 c2 R. N0 Q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
& F' w9 _0 ]4 p- R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
5 T/ V% X' p: v) r! P% a9 K9 I2.＞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
1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
. G' a9 _# c  u' j0 O) M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)
& T- D) P% }5 l( |* f要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
* G7 f- W+ B) Q/ I8 T5 F3.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
: A! v4 P- z* a( a) l35CrMo) 正火或调质,质量差,笨重.
, F9 D( f+ ?8 u0 M4 T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
# g: W/ a) w$ w! t1 C# B+ y6 G4 ^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.
要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊,正火,880℃淬火,250℃回火
4 I0 k6 c( x( L/ E( ]) W获得代碳马氏,预变形强化.
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
7 Q5 c6 F& t, e8 Y% o! C- [疲劳,主要是断裂与凹陷
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,
至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
" q' M  @  x4 N* r9.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
" a& ?2 i& D6 C要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
$ @; l$ @3 Q8 i0 B2 R10.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
5 |) e% y* c+ H  S& n11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
8 J& q: i! N+ r/ L5 x3 b4 ?要求: 普通碳素钢渗硅
" d% u+ o; u6 `' X& u12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
要求; 45 渗硼
13.条件:  
) G3 f$ v2 Y( @2 ~6 Q(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
9 v/ _1 Q$ ~" j% T4 b( h$ \(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
; ~- P8 P7 \$ W1 R- V3 c1 c  Y14.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.
4 n$ B) L# p4 C* c- t要求; ZGMn13 水韧处理,HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
# E8 z# Y, u" l, e15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
# S0 f6 ?2 {6 c( h要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
" @! C- G. ^. b4 n1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA,渗碳,淬火
8 T: B( b2 V1 z, @0 h2.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
, H5 k' L- q5 ]: B38CrWVAl,氮化.
  s, G8 j5 t- h. \; L5 B* c5.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
- x; ~1 m7 k. v% @& e) H' h4 w5、6级时,硬度可低一些,但须≥HRC56
0 B- O' c0 T( W, O; ^7.采用表面热处理的淬透层深度,磨削后,应为:中频处理＞2mm;
- v5 G3 L6 J0 Y/ C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.