几种零件的热处理实例

人人

齿轮热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
) ?& O* f$ D+ u8 w# F1.条件: 低速、轻载又不受冲击
" s6 o" k; G# K  O# {1 O5 A要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
+ x5 y+ d; e5 F! a7 S2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
/ w5 k! T# R& z& `! B要求: 45 调质,HB200-250
# j% J  u8 ~7 N. }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
, U5 U$ k9 l3 X* i: a1 P$ \9 e4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮
" l# n- B, {3 k- K0 Y3 G+ d0 `# h, O0 I3 l要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中温回火 HRC40-45
* v8 s, u; G, b5.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
6.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)
) D1 A- i' [- @$ ?6 t0 E- s. ?7.条件: 中速、重载
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
9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
: W. \' D& Y+ s) u' ~+ O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
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)
  w1 L. }9 _# p) p  w; G要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
. |! w! W+ ^' A, b3 `7 r' u9 A淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、
3 `8 {+ w$ B" 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
HRC58-60,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  
, k- Y# q* V5 t* T+ G( b11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
8 |, A1 ?" F9 Z/ N# y9 s要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
5 W7 i  H" y9 A' y1 @7 T$ F12.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、
! `! n0 d+ C! i; c, z重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.
" b4 Z8 T) e* w: Y) V% l% `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.
  y6 Q! e7 g' l! h9 \14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
4 d3 q$ N) E; }) ^5 h要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
/ D/ @0 l' r$ J5 k7 V# A% _15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.
2 Z' ]- ]- q' D' D8 T' \7 G/ u, W& c要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
. G$ T7 a& x9 K% E+ r16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
0 r& W: Z2 w# N0 M# W$ i2 M' ?要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
5 t! {3 r& L  v& R; d17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
9 T) `( l' ]+ V% S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.
4 I4 j4 [, t6 \' B9 V  A1 ^19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
' W- K( u! ~: s6 |; _0 v1 g; a& V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).
) F1 H0 ?) w6 b/ m& ]6 K: G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.
! i& D9 y8 i! B2 h+ D2 M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.
' E: r5 d: k; C, P  V(2).中速:转速2-6m/s,
2 x2 a; X0 c6 _+ |" i% j+ C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
" U: ?. F" R0 ^) i0 y4 z, f1 s% w淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
  y' H/ r! p$ l; _9 s+ a$ c(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
% a7 Z# `4 ]# A. ?0 d$ h# 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、
硬度HRC52-58.
0 N9 d& V$ C: v6 ^( Q+ {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、
# ]+ i4 d/ F: f5 l+ H. M" }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,
& h( w* {/ b4 M7 c0 _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
- @! |% L7 v& W$ \/ L- H" ^) E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:
7 q* S: c7 M# M# Q6 d) }% ~(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
9 O. ]$ j* H$ Z9 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.
& G. E4 M, B/ S3 |(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,
1 j$ B1 P! q" N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
+ R3 r# G% a- i: B2 ~+ M面硬度高出HB25-40.
; i; u! F/ ]2 _( [# C, y(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
: g( b$ G3 e+ ?8 x- u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
8 F8 m) [. t9 |. M, K(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
一、        工作条件以及材料与热处理要求
. @1 l9 u0 P) I( S. P+ m+ |% E1.条件:
% _) x  _, U; _6 G/ U+ h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
; L: M% g" P; f8 {颈处高频淬火,HRC45-50
0 Z+ u) C. b: l1 v* U2.条件: 在滑动轴承中工作,
% ?2 \: c. b# z( Bυ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.
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+ ?* P* j" D; ?. @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.
8 W$ X- B: C) L6 i7.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- V3 }  ^4 E7 a- k精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
- ~! y9 y2 t5 X6 N& z8 k. [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.
8 E8 K& h. m, M0 t+ s7 H- y5 Q8 a8.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.
7 B/ H9 c2 {8 H* P2 b  G9 f9.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.
6 O" P5 j* x  |$ _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
3 B' h: V$ d. s: _! q" P火HRC≥59.
7 D6 y& J- u* o6 j7 r11.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.
0 ^" F8 \# g; r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  
" r4 U1 H- a# I0 b: ](1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
. h8 o( ?" m. D) p' @( h1 W(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.
% i% G- ^0 i/ ]) g5 ^/ E- `(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.
5 O+ k* z% Z" }* A  e要求:
7 l' j. V, D. L1 X9 `- K3 |; R" y(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.
(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
! u& \: \/ S: o1 d8 L$ ~15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
汽车半轴
" [* }  ?  b, ^) R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
! J1 U/ P6 L/ F9 x- q8 X* H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:
1.(1-8)备注:
7 ]/ P5 B' S. ?% w7 q$ l7 X6 ~4 }4 G& t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
6 J9 B9 @5 c  Y. M9 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、
7 g' u, \2 ?3 r3 Z9 z+ H20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
8 M; `3 Y) e6 Z8 h/ U& R0 P$ e* p( }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
; n; Q: U# T: Y3 X+ B' o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
  t" x5 t  Q! y' T/ F+ y大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
3 h$ q* t5 `% `# ^, o( I. A2.(9)备注:  
- C+ r6 g1 g7 b1 k# z7 \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.
& W% h# x/ }2 w  v3.(10)备注:
2 f$ x. C8 G7 I7 H& D" A% K. O% Q: k- s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.
: [0 H& e4 s& W( k  F- e0 d4.(11)备注:
3 R: D7 u: n: c很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
$ f9 v' ?9 t, w" }5 }$ w' R5.(12)备注:
860-880℃正火
0 T$ t7 k# y) x2 U3 x6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)备注:
加工和热处理步骤:
, Z$ u; H" t. W% w+ x/ D下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
% t6 i8 [+ z4 ]4 B4 ^* E. f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.
6 Q2 V& A9 P- X- h: l# [曲类热处理实例
- `( \( w- M0 h7 _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,
1 x' z/ l0 |: [- ?5 E3 ~/ Y6 N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,
2 X$ o" n4 y0 {3 C, h" e: v4 e, V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
$ U8 r: ^% Y1 ]& e的耐磨性.
二、材料与热处理实例:
& q# K- C9 \. k- j. b1.低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁.
1 u1 W% o$ I5 b$ k7 _  i1 T2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
8 h) k9 }; E. }0 W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,
/ l/ M/ M6 w1 v# r* G5 f' e珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
& w2 Z: y6 X% T1 N4 H蜗杆蜗轮热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
$ O# m9 W3 E  q1.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.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
4 O; O4 t% Y& n( S2 }& z! p3.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
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
( A3 Q$ Q% o- I' D. P5.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
. W% w, g6 {: R6.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
+ U/ u) T5 j% S/ z0 k/ W7.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
7 r  ], h3 I7 ]3 H1 M! a) h( H/ z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
) p/ G9 J, G: d3 M/ G要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
0 _( D+ J3 P) ^- `4 K0 s" o9.条件: 汽车转向蜗杆
+ v. t7 m- D- R+ S" D' t  }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:
1 ]+ o6 ?5 p1 J/ u7 f(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
! E2 N6 ?% d5 [; U. w(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:
+ S0 K; E# |* H(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
HRC45-50
" v% h+ O( X! q1 P7 L(2)不太重要或低载;40 45调质
弹簧热处理实例
" p, K. D& b8 k+ d. E一、        工作条件以及材料与热处理要求
8 h. X5 V: Q& c! U1 O; D' ]" t1.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,
9 c+ R& p0 a9 {+ k# w. h+ sHRC42-48.
; ?- ^  {7 K. t+ g( T1 {  N2.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
; @& Q. l& }; I7 W# N  |" _! E65Mn 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
8 F: X3 Y: q+ }' m7 A8 @0 x要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
. i' `  v- a. q: J7 ^4.条件: 在多次交变负荷下工作的直径8-10mm的卷簧
4 R2 F4 a! V/ y7 h& ]要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
. X+ S, _% E& G( V) P$ B8 M& N要求: 55SiMn、60Si2Mn
! b# ]: B2 w+ L9 g; z1 hHRC39-45(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
要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
& X0 b7 U2 K  _0 W5 g9 {6 ?* U0 c8 |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、
# d' m8 X+ Y: D. v; f" u重型汽车的气门弹簧和板弹簧
要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
: u) R4 R# o, r* j8.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
- d( \7 Z! N$ `+ J蚀的弹簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
5 T  R/ x" q9 I, E* v9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
3 ~: \1 d' w7 g( Y) L+ l要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
: o# t, y! L: `9 y10.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
% m1 \! T' i$ D' ]2 @; C% X! l1.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
  c3 i* X, o; m% o8 Q$ v9 W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.
, y9 p4 M! ?  e2.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
4 I- g. q7 G2 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
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:
+ j$ a  G+ w- I+ \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
' l& ]; r0 f$ K: q% e于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
# e& u' _5 d/ A6 p; V9 A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 w6 B9 Q) e8 K; J. ~3 p* k5 [8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
! Y+ Q. _3 I8 I& W4 a1 \* Q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,
4 ~) ?' j2 j& `1 k" iHB250;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
2 g! L8 n( J0 ]9 j2 M  ^要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
+ c& b+ L4 v! x" n0 N* \& \, F金相组织:片状珠光体+铁素体
  M; v: k, m- Q1 n3.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
! \& K: S) P! I( n7 m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
3 c  }/ E9 Q, q' Q) n( l动螺线啮合
要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:
3 W8 W1 w% Q- z! U( L. F5 g3 s均匀索氏体+细状珠光体
- A7 T8 `" V" i& J# H/ ~' i' f5.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
7 }7 a( ~6 |4 B; k6 p要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
& ~3 y1 T8 v  m: \网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体
7 F% r1 z, r# g+ u9 e7 F6.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
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)
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
HRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在
, v, o7 W$ e5 _- t' |* k# ]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:
( ?) ?0 _% c9 E% p7 e8 m1.丝杠的选材与处理;
- R9 Y7 {" z9 ~) d) `' m: f0 j- F(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
, Z! j0 v* ], w6 B/ u8 u2 k精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
5 I, K* h7 A3 L  X(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,
# A$ ?8 _- @5 X! N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
/ a3 L! I1 f* B" O, A6 \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
5 O. d- p3 w4 T' Y4 p! I(3)热处理:
# `4 f$ Y& \* h  k! G3 }4 C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、
T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
# d! G* p4 j' W* L* D: h; K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
' T9 k+ M# E% G+ }  A# k2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
9 c! f4 }2 A4 J+ ~1 b! p. m6 l(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
# u, F: P4 z! W% 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
(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
- w" m1 q5 U0 N- U3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
: Z7 i5 p# k  ^(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
* Y  j8 f. q9 C4 \! e/ a4 I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、
- ]* C6 A* 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
; \) ^  w4 I# Y2 b+ ~* {0 l% n2.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
7 ?' F; W; Q  d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
# ~2 ~4 }  t+ L: q! _要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火,回火,淬硬层深6-10.4mm
! g5 S/ I% J7 L/ q( G# t  Y( A4.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
7 b# n# A; W- r- @7 ]. R' x5.条件: 推土机驱动轮
6 K" a6 [2 r3 G5 M5 m( J要求: 45SiMn 轮齿中频淬火,淬硬层深7.5mm
, W2 |6 v1 F$ ~. b( M. v8 z: p+ D6.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)
. `% e2 x6 p. {/ ]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
: N$ j1 [$ M! ~7 r- T# y要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
2 W/ I' f+ J$ s5 J; n1 O, x(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
* o; y  y! B& _/ T! W+ @& V1 M* Z8.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
3 D9 g" D/ t5 @$ n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
  }9 Y) m+ b2 \' [8 _, Q* z  e6 N和杭疲劳能力
- ~" [+ ~5 F1 U2 L. A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
" @, r2 ~. W' Y2 W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.
5 ]9 i, o8 X5 O+ d/ U2 l6 N- ]4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18,中频加热表面淬火.
6 c* H% B7 d+ j" p矿山机械及其他零件
工作条件以及材料与热处理要求
$ g" p; w7 C. |" X1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
+ ]( @: Q: Q5 L6 L( c1 {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)
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.
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
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
% V& P9 f# N, z7 g3 V) M7 q8 W3 Y2 b及加工时冷弯开裂.
4 o) \' r1 \4 p; _+ V4 l$ b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
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
疲劳,主要是断裂与凹陷
4 T/ h6 N# r7 q: S要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
1 t* k+ Z+ K+ ?0 s9 y. 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,
( \, |# s* |1 g; A$ A5 `至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
6 S7 U9 ^8 V. D; B, k) l5 T: W9.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
' R& w1 z' p/ S槽口磨损、折断
2 }" V/ `! s7 y5 ?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
! Y' @, c" \6 R' q' ?; l; _  e要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
) ]9 p% P# k1 n4 B11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
) n- S+ v! {; K( s  l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
9 R# ^, r5 J3 R' d6 S- A$ O' A要求; 45 渗硼
13.条件:  
(1)1t蒸汽锤杆Φ120,L=2345mm 10t模锻锤锤杆
( X4 z& A4 a9 L& X: v(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
4 D1 ]3 @. B# _: B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
- L, {1 q' E! l8 g, m1 N1 W. D14.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)
8 W8 p2 @6 z: e/ K9 z2 @15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
7 o3 v6 F. \  `要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
% d3 W7 J8 `& L4 J) T1.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.
3.7-8级的丝杠用55、50Mn,高频淬火.
, Q' I9 {' z) L( c4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
" Y* [: m( n# p7 F5 @( \% C( J5 D' `4 w38CrWVAl,氮化.
0 S  z: P, x0 @0 r5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
: N6 l6 W& n) V' f# ~8 ?+ j5 H4 q碳钢的
" G% o2 w* e) V6 ]# Z- }; _6 @6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5