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典型零件熱處理實(shí)例 | ) C% g$ D3 Y; K Y$ G" L
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| 齒輪熱處理實(shí)例 |
. |7 ^8 M p1 @9 m H$ y' C& {2 d一,、工作條件以及材料與熱處理要求1.條件: 低速、輕載又不受沖擊
要求: HT200 HT250 HT300 去應(yīng)力退火
2.條件: 低速(＜1m/s)、輕載,如車床溜板齒輪等
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB200-250
3.條件: 低速、中載,如標(biāo)準(zhǔn)系列減速器齒輪
要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調(diào)質(zhì),HB220-250
4.條件: 低速、重載,、無沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪
要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45
5.條件: 中速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪
要求: 40Cr、40MnB,、42MnVB 調(diào)質(zhì)或正火,感應(yīng)加熱表面淬火,低溫回火,時(shí)效,HRC50-55
6.條件: 中速、中載或低速,、重載,如車床變速箱中的次要齒輪
要求: 45 高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無高頻設(shè)備時(shí),可采用快速加熱齒面淬火)
7.條件: 中速,、重載
要求: 40Cr、40MnB(40MnVB,、42CrMo,、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中溫回火,HRC45-50.
8.條件: 高速,、輕載或高速,、中載,有沖擊的小齒輪
要求: 15、20,、20Cr,、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 滲氮,滲氮深度
0.5mm,HV900
9.條件: 高速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸輪.
要求: 40Cr,、40MnB,、(40MnVB)高頻淬火,HRC50-55.
10.條件: 高速、中載,、有沖擊,、外形復(fù)雜和重要齒輪,如汽車變速箱齒
輪(20CrMnTi淬透性較高,過熱敏感性小,滲碳速度快,過渡層均勻,滲碳
后直接淬火變形較小,正火后切削加工性良好,低溫沖擊韌性也較好)
要求: 20Cr、20Mn2B,、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火或滲碳后高頻
淬火,HRC56-62.
18CrMnTi,、20CrMnTi(鍛造→正火→加工齒輪→局部鍍同→滲碳,、
預(yù)冷淬火、低溫回火→磨齒→噴丸)滲碳層深度1.2-1.6mm,齒輪硬度
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物.
中心:索氏體+細(xì)珠光體
11.條件: 高速,、重載,、有沖擊、模數(shù)＜5
要求: 20Cr,、20Mn2B 滲碳,、淬火、低溫回火,HRG56-62.
12.條件: 高速,、重載,、或中載、模數(shù)＞6,要求高強(qiáng)度,、高耐磨性,如立車重要螺旋錐齒輪
要求: 18CrMnTi,、20SiMnVB 滲碳、淬火,、低溫回火,HRC56-62
13.條件: 高速,、重載、有沖擊,、外形復(fù)雜的重要齒輪,如高速柴油機(jī),、
重型載重汽車,航空發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備上的齒輪.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A,、18Cr2Ni4WA,、20CrMnMoVBA(鍛造→
退火→粗加工→去應(yīng)力→半精加工→滲碳→退火軟化→淬火→冷處理
→低溫回火→精磨)滲碳層深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
14.條件: 載荷不高的大齒輪,如大型龍門刨齒輪
要求: 50Mn2、50,、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
15.條件: 低速,、載荷不大,精密傳動(dòng)齒輪.
要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50
16.條件: 精密傳動(dòng)、有一定耐磨性大齒輪.
要求: 35CrMo 調(diào)質(zhì),HB255-302.
17.條件: 要求抗磨蝕性的計(jì)量泵齒輪.
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.條件: 要求高耐磨性的鼓風(fēng)機(jī)齒輪.
要求: 45 調(diào)質(zhì),尿素鹽浴軟氮化.
19.條件: 要求耐,、保持間隙精度的25L油泵齒輪,。
要求: 粉末治金(生產(chǎn)批量要大).
20.條件: 拖拉機(jī)后橋齒輪(小模數(shù))、內(nèi)燃機(jī)車變速箱齒輪(m6-m8).
要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結(jié)構(gòu)鋼)中頻淬火,回火,
HRC50-55,或中頻加熱全部淬火.可獲得滲碳合金鋼的質(zhì)量,而工藝簡
化,材料便宜.
二,、備注:
1.機(jī)床齒輪按工作條件可分三組:
(1).低速:轉(zhuǎn)速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.
(2).中速:轉(zhuǎn)速2-6m/s,
單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負(fù)荷不大.
(3).高速:轉(zhuǎn)速4-12m/s,彎曲力矩大,單位壓力200-700N/mm^2.
2.機(jī)床常用齒輪材料及熱處理:
(1).45 淬火,高溫回火,HB200-250,用于圓周速度＜1m/s中等壓力,高頻
淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高,、變形小的齒輪.
(2).20Cr滲碳、淬火,、低溫回火
HRC56-62,用于高速,、壓力,、中等,、并有沖擊的齒輪.
(3).40Cr 調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的齒輪,
淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度、沖擊負(fù)荷不大的齒輪.
(4)除上述條件外,，如尚要求熱處理時(shí)變形小,則用高頻淬火,、
硬度HRC52-58.
3.汽車,、拖拉機(jī)齒輪的工作條件比機(jī)床齒輪要繁重得多,要求耐磨性、
疲勞強(qiáng)度,、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面比機(jī)床齒輪高.因此,一般是載
荷重,、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號(hào)以外,
尚有20MnMoB、20SiMnVB,、30CrMnTi,、30MnTiB、20MnTiB等),
經(jīng)滲碳,、淬火,、低溫回火處理.拖拉機(jī)最終傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)扭矩較大,
齒面單位壓較高,密封性不好,砂土、灰土容易鉆入,工作條件比較差,常
采用20CrNi3A等滲碳,。
4.一般機(jī)械齒輪最常用的材料是45和40Cr,，其熱處理方法選擇如下:
(1).整體淬火;強(qiáng)度、硬度(HRC50-55)提高,承載能力增大,但
韌性減小,變形較大,淬火后須磨齒或研齒,只適用于載荷較大,、無沖
擊的齒輪.應(yīng)用較少.
(2).調(diào)質(zhì):由于硬度低,韌性也好不太高,不能用于大沖擊載荷下工作,
只適用于低速,、中載的齒輪,一對調(diào)質(zhì)齒輪的小齒輪面硬度要比大齒
面硬度高出HB25-40.
(3).正火:受條件限制不適合淬火和調(diào)質(zhì)的大直徑齒輪用.
(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機(jī)床齒輪廣泛采用,直徑較大用火
焰表面淬火.但對受較大沖擊載荷的齒輪因其韌性不夠,須用低碳鋼
(有沖擊,、中小載荷)或低碳合金鋼(有沖擊,、大載)滲碳. |
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| 軸類熱處理實(shí)例 |
L& c9 ^" M) {/ |一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件:
在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 2m/S,要求表面有較高在硬度的小軸,心軸.
如機(jī)床走刀箱,、變速箱小軸..
要求: 45,、50,形狀復(fù)雜的軸用40Cr、42MnVB.調(diào)質(zhì),HB228-255,軸
頸處高頻淬火,HRC45-50
2.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,
υ周＜ 3m/S,要求硬度高,、變形小,如中間帶傳動(dòng)裝置的小軸
要求: 40Cr,、42MnVB 調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸高頻淬火,HRC45-50.
3.條件: υ周≥ 2m/S,大的彎曲載荷及摩擦條件下的小軸，如機(jī)床變速箱小軸,。
要求: 15,、20、20Cr,、20MnVB 滲碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
4.條件: 高載荷的花鍵軸,要求高強(qiáng)度和耐磨,變形小.
要求: 45 高頻加熱,水冷,低溫回火,HRC52-58.
5.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷,低速,精度要求不高,
稍有沖擊,疲勞負(fù)荷可忽咯的主軸,或在滾動(dòng)軸承中工作,輕載,
υ＜1m/s的次要花鍵軸.
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB225-255(如一般簡易機(jī)床主軸)
6.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷轉(zhuǎn)速稍高.
ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,沖擊,疲勞負(fù)荷不大.
要求: 45 正火或調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸或裝配部位表面淬火,HRC45-50.
7.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,中或重載,轉(zhuǎn)速較高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
精度較高,沖擊,、疲勞負(fù)荷不大.
要求: 40Cr 調(diào)質(zhì),HB228-255或HB248-286,軸頸表面淬火,HRC≥54,
裝配部位表面淬火HRC≥45.
8.條件: 其他同上,但轉(zhuǎn)速與精度要求比上例高,如磨床砂輪主軸.
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
9.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,中載,、高速,、心部強(qiáng)度要求不高,精
度不太高,沖擊不大,但疲勞應(yīng)力較大,如磨床,重型齒輪銑床等主軸.
要求: 20Cr 滲 碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
10.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,重載,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
沖擊,疲勞應(yīng)力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 滲碳 淬火 低溫回
火HRC≥59.
11.條件: 在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),重載,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
勞應(yīng)力,如高精度磨床鏜床主軸.
要求: 38CrAlMoA 調(diào)質(zhì) 硬度HB248-286:軸頸滲氮,硬度HV≥900.
12.條件: 電動(dòng)機(jī)軸,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.條件: 水泵軸,要求足夠抗扭強(qiáng)度和防腐蝕.
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分別為HRC42及HRC48.
14.條件: C616-416車床主軸,45號(hào)鋼
(1)承受交變彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,有時(shí)還受沖擊載荷.
(2)主軸大端內(nèi)錐孔和錐度處圓,經(jīng)常與卡盤,頂針有相對摩擦.
(3)花鍵部分經(jīng)常磕碰或相對滑動(dòng)(4)在滾動(dòng)軸承中動(dòng)轉(zhuǎn),中速,中載.
要求:
(1)整體調(diào)質(zhì)后硬度HB200-230,金相組織為索氏體 .
(2)內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度HRC45-50,表面3-5mm風(fēng)金相組織為屈氏體和少量回火馬氏體.
(3)花鍵部分硬度HRC48-53,金相組織同上
15.條件: 躍進(jìn)-130型載重(2.5噸)
汽車半軸
承受沖擊,、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn),主要瞬時(shí)超載而扭斷,要求有足夠
的抗彎,、抗扭、抗疲勞強(qiáng)度和較好的韌性
要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 調(diào)質(zhì)后中頻表面
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,靜扭矩6900N.m,疲勞≥30萬次,估
計(jì)壽命≥30萬km
金相組織: 索氏體+屈氏體(原用調(diào)質(zhì)加高頻淬火壽命僅為4萬km)
二,、備注:
1.(1-8)備注:
主軸與軸類材料與熱處理選擇必須考慮受力大小,、軸承類型和主軸
形狀及可能引起的熱處理缺陷.在滾動(dòng)軸承或軸頸上有軸套在滑
動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),軸頸不需特別高的硬度,可用45,、45Cr,調(diào)質(zhì),HB220-250,
50Mn,正火或調(diào)質(zhì)HRC28-35.在滑動(dòng)軸承中工作的軸承應(yīng)淬硬,可用15、
20Cr,滲碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,軸頸處滲碳深度為
0.8-1mm.直徑或重量較大的主軸滲碳較困難,要求變形較小時(shí),可用45
或40Cr在軸頸處作高頻淬火.高精度和高轉(zhuǎn)速(＞2000r/min)機(jī)
床主軸尚須采用氮化鋼進(jìn)行滲氮處理,得到更高硬度.在重載下工作的
大斷面主軸,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,滲碳,淬火,回火,HRC56-62.
2.(9)備注:
內(nèi)心強(qiáng)度不高,受力易扭曲變形表面硬度高,宜作高速低負(fù)荷主軸.熱處理變形較大.
3.(100備注:
心部有較高的σb及αk值,，表面有高的硬度及耐磨性.有熱處理變形.
4.(11)備注:
很高的心部強(qiáng)度,表面硬度極高,耐磨和變形量小.
5.(12)備注:
860-880℃正火
6.(13)備注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)備注:
加工和熱處理步驟:
下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精車外圓,鉆中心孔,精車外
圓,銑鍵槽→錐孔及處圓錐局部淬火,260-300℃回火→車各空刀槽,粗磨
處圓,滾銑花鍵槽→花鍵高頻淬火,240-260℃加火→精磨. | + T) N2 O3 C$ a
9 f# G1 K- Q# O| 曲類熱處理實(shí)例 |
$ |( q w6 z3 r! J4 S一,、工作條件:
1.內(nèi)燃機(jī)曲軸: 承受周期性變化的氣體壓力,曲柄連桿機(jī)械的慣性力,
扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力以及沖擊力等.此外在高速內(nèi)燃機(jī)中還存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng),
會(huì)造成很大應(yīng)力.
2.要求有高強(qiáng)度及一定的沖擊韌性、彎曲,、扭轉(zhuǎn),、疲勞強(qiáng)度,和軸頸處高
的耐磨性.
二、材料與熱處理實(shí)例:
1.低速內(nèi)燃機(jī),采用正火狀態(tài)的碳鋼,、球墨鑄鐵.
2.中速內(nèi)燃機(jī),采用調(diào)質(zhì)碳鋼或合金鋼,如45,、40Cr、45Mn2,、50Mn2等及
球墨鑄鐵,。
3.高速內(nèi)燃機(jī),采用高強(qiáng)度合金鋼,如35CrMo、42CrMo,、18Cr2Ni4WA等.
4.以110型柴油機(jī)曲軸為例: QT60-2正火,中頻淬火,σb≥650N/mm^2,
αk＞15N.m/mm^2,(試樣20×20×110mm),軸體HB240-300,軸頸HRC≥55,
珠光體數(shù)量:試棒≥75%,曲軸≥70%. | 1 G. J) n G/ T3 W+ E4 \
N7 a1 k5 e. z/ m9 g0 E1 G| 蝸桿蝸輪熱處理實(shí)例 | 0 M2 F. ~( \; F* Z
一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 負(fù)荷不大,斷面較小的蝸桿
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB220-250
2.條件: 有精度要求(螺紋磨出)而速度＜2m/s.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
3.條件: 滑動(dòng)速度較高,負(fù)荷較輕的中小尺寸蝸桿
要求: 15 滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62
4.條件: 滑動(dòng)速度＞2m/s
(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度為0.4的蝸桿,如立車中的主要蝸桿
要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃滲碳,800-820℃油淬，180-200℃低溫回火,，HRC56-62
5.條件: 要求高耐磨性,、高精度及尺寸大的蝸桿
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB處理同上,HRC56-62
6.條件: 要求足夠耐磨性和硬度的蝸桿
要求: 40Cr,、42SiMn,、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
7.條件: 中載、要求高精度并與青銅蝸輪配合使用(熱處理后再加工絲扣)之蝸桿
要求: 35CrMo調(diào)質(zhì), HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
8.條件: 要求高硬度和最小變形的蝸桿
要求: 38CrMoAlA,、38CrAlA正火或調(diào)質(zhì)后氮,硬度HV＞850
9.條件: 汽車轉(zhuǎn)向蝸桿
要求: 35Cr 815℃氰化,、200℃回火,滲層深度0.35-0.40mm,表面銼力硬度,心部硬度＜HRC35
二、備注:
1.蝸輪材料與熱處理:
(1)圓周速度≥3m/s的重要傳動(dòng);錫磷青銅QSn10-1,QSn-10
(2)圓周速度≤4m/s Al9-4
(3)圓周速度≤2m/s,效率要求不高:鑄鐵防止蝸輪變形一般進(jìn)行時(shí)效處理
2.蝸桿材料與熱處理:
(1)高速重載:15,、20Cr 滲碳淬火,HRC56-62;40,、45、40Cr淬火,
HRC45-50
(2)不太重要或低載;40 45調(diào)質(zhì) | 1 M" k: J- C% O% o+ o0 F
; [% ]/ F" y0 T. G' w% P9 [| 彈簧熱處理實(shí)例 |
* v- H- u7 s: }2 o一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 形狀簡單,斷面較小,受力不大的彈簧
要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃,、500℃。600℃回火,，相應(yīng)的
硬度HB512,、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
HRC42-48.
2.條件: 中等負(fù)荷的大型彈簧
要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(農(nóng)機(jī)座位彈簧
65Mn 淬火 回火 HB280-370)
3.條件: 重負(fù)荷,、高彈簧,、高疲勞極限的大形板簧和螺旋彈簧
要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.條件: 在多次交變負(fù)荷下工作的直徑8-10mm的卷簧
要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.條件: 機(jī)車,、車輛,、煤水車或板彈簧
要求: 55SiMn、60Si2Mn
HRC39-45(hb363-432)(解放牌汽車板簧:55Si2Mn HB363-441)
6.條件: 車輛及緩沖器螺旋彈簧,、汽車張緊彈簧
要求: 55Si2Mn,、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
7.條件: 柴油泵柱塞彈簧,、噴油嘴彈簧,、農(nóng)用柴油機(jī)氣閥彈簧及中型、
重型汽車的氣門彈簧和板彈簧
要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
8.條件: 在高溫蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自來水管道彈簧和耐海水浸
蝕的彈簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
9.條件: 在酸堿介質(zhì)下工作的彈簧
要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,繞卷后消除應(yīng)力,400℃回火60min,HB160-200
10.條件: 彈性擋圈δ4,Φ85
要求: 60Si2 400℃預(yù)熱,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二,、備注
1.彈簧熱處理一般要求淬透,晶粒細(xì),殘余奧氏體少.脫碳層深度每邊應(yīng)符
合:＜Φ6mm的鋼絲或鋼板,應(yīng)＜1.5%直徑或厚度;＞Φ6mm的鋼絲鋼板,應(yīng)
＜1.0%直徑或厚度.
2.大型彈簧在熱狀態(tài)加工成型隨即淬火-回火,中型彈簧在冷態(tài)加工成
型(原材料要求球化組織或大部分球化),再淬火-回火.小型彈簧用冷軋
鋼帶,、冷拉鋼絲等冷態(tài)加工成型后,低溫回火
3.處理后可經(jīng)噴丸處理:
40-50N/cm^2的壓縮空氣或離心機(jī)70m/s的線速度,將Φ0.3-0.5mm(對
于小零件、汽門彈簧,、齒輪等),、Φ0.6-0.8mm(對板簧、曲軸,、半軸
等)鑄鐵丸或淬硬鋼丸噴射到彈簧表面,強(qiáng)化表層,疲勞循環(huán)次數(shù)可提高
8-13倍,壽命可提高2-2.5倍以上 |
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| 機(jī)床絲杠熱處理實(shí)例 |
7 V6 I# a0 [5 d0 G) K一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: ≤級(jí)精度,受力不大,如各類機(jī)床傳動(dòng)絲杠
要求: 45、45Mn2 一般絲杠可用正火,≥HB170;受力較大的絲杠,調(diào)質(zhì),
HB250;方頭,軸頸局部淬硬HRC42
2.條件: ≥7級(jí)精度,受力不大,軸頸方頭等處均不需淬硬,如車床走刀絲杠
要求: 45Mn易切削鋼和45 熱軋后σb=600-750N/mm^2,除應(yīng)力后HB170-207,
金相組織:片狀珠光體+鐵素體
3.條件: 7-8級(jí)精度,受力較大,如各類大型鏜床,、立車,、龍門銑和刨床等
的走刀和傳動(dòng)絲杠
要求: 40Cr、42MnVB,、(65Mn)調(diào)質(zhì)HB220-250,σb≥850N/mm^2;方頭,、
軸頸局部淬硬HRC42,金相組織：均勻索氏體
4.條件: 8級(jí)精度,中等負(fù)荷,要求耐磨,如平面磨床,砂輪架升降絲杠與滾
動(dòng)螺線嚙合
要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì)HB250,中頻表淬HRC54,, 調(diào)質(zhì)后基體組織:
均勻索氏體+細(xì)狀珠光體
5.條件: ≥6級(jí)精度,要求具有一定耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,較高強(qiáng)度和較
好的切削加工性,如絲杠車床,齒輪機(jī)床,、坐標(biāo)鏜床等的絲杠
要求: T10,、T10A、T12,、T12A球化退火,HB163-193,球化等級(jí)3-5級(jí),
網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),調(diào)質(zhì)HB201-229,金相組織;細(xì)粒狀珠光體
6.條件: ≥6級(jí)精度,要求抗腐蝕,、較高的抗疲勞性和尺寸穩(wěn)定性.如
樣板鏜床或其他特種機(jī)床精密絲杠.
要求: 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)HB280,滲氮HV850,調(diào)質(zhì)后基體組織,均勻
的索氏體,滲氮前表面應(yīng)無脫碳層
7.條件: ≥6級(jí)精度,要求耐耐磨、尺寸穩(wěn)定,但負(fù)荷不大,如螺紋磨
床,、齒輪磨床等高精度傳動(dòng)絲杠(硬絲杠)
要求: 9Mn2V(直徑≤60mm),、CrWMn(直徑＞60mm),球化退火后,
球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),硬度≤HB227,淬火硬度
HRC56+0.5,金相組織,回火馬氏體無殘余奧氏體存在
8.條件: ≥6級(jí)精度,受點(diǎn)負(fù)荷的,如螺紋或齒輪磨床、各類數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠
要求: GCr15(直徑≤70mm0),、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火
后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),HRC60-62,金相組織;回火馬氏體
二,、備注:
1.絲杠的選材與處理;
(1)絲杠的主要損壞形式,一般絲杠(≤7級(jí)精度)為彎曲及磨損;≥6級(jí)
精度絲杠為磨損及精度喪失或螺距尺寸變化
(2)絲杠材料應(yīng)具有足夠的力學(xué)性能,優(yōu)良的加工性能,不易產(chǎn)生磨裂,能
得到低的表面粗糙度和低的加工殘余內(nèi)應(yīng)力,熱處理后具有較高硬度,
最少淬火變形和殘余奧氏體常用于不要求整體熱處理至高硬
度的材料,有45、40Mn,、40Cr,、T10、T10A,、T12A,、T12等.淬硬絲杠材料,
有GCr15,、9Mn2V、CrWMn,、GCr15,、SiMn、38CrMOAlA等
(3)熱處理:
一般絲杠:正火(45鋼)或退火(40Cr),除應(yīng)力處理和低溫時(shí)效,調(diào)
質(zhì)和軸頸,、方頭高頻淬火與回火精密不淬硬絲杠: 除應(yīng)力處理低
溫時(shí)效,球化退火,調(diào)質(zhì)球化,如遇原始組織不良等,還需先經(jīng)900℃(T10,、
T10A)-950℃(T12、T12A)正火處理后再球化退火,或直接調(diào)質(zhì)球化
精密淬硬絲杠: 退火或高溫正火后退火,除應(yīng)力處理,淬火和低溫時(shí)效
2.考慮熱加工工藝性,絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)注意事項(xiàng):
(1)結(jié)構(gòu)盡可能簡單,避免各中溝槽,、突變的臺(tái)階,、銳角等,尤其是氮化
絲杠更應(yīng)避免一切棱角
(2)絲杠一端應(yīng)留空刀槽.凸起臺(tái)階或吊裝螺釘孔,便于冷熱加工中吊掛用
(3)不應(yīng)有較大的凸階,以免除局部鐓粗的鍛造工序.
3.滾珠絲杠副的材料與熱處理:
(1)材料選用;滾珠絲杠;L≤2m、Φ40-80mm變形小,、耐磨性高的6-8
級(jí)絲杠用CrWMn整體淬火 |
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7 o3 {/ S& e9 U; J& R| 汽車,、拖拉機(jī)、配件熱處理實(shí)例 |
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一,、工作條件以及材料與熱處理要求1.條件; 推土機(jī)用銷套: 承受重載,、
大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 20Mn、25MbTiB 滲碳,二次淬火,低溫回火,HRC59,滲碳層深2.6-3.8mm
2.條件: 推土機(jī)履帶板: 承受重載,、大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 40Mn2Si 調(diào)質(zhì),履帶齒中頻淬火或整體淬火,中頻回火,距齒頂
淬硬層深30mm
3.條件: 推土機(jī)鏈軌節(jié) 承受重載,、大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 50Mn、40MnVB 工作面中頻淬火,回火,淬硬層深6-10.4mm
4.條件: 推土機(jī)支承輪
要求: 55SiMn,、45MnB 滾動(dòng)面中頻淬火,回火,淬硬層深6.2-9.1mm
5.條件: 推土機(jī)驅(qū)動(dòng)輪
要求: 45SiMn 輪齒中頻淬火,淬硬層深7.5mm
6.條件: 活塞銷: 受沖擊性的交變彎曲剪切應(yīng)力,、磨損大.主要是磨損、斷裂
要求: 20Cr 滲碳,淬火,低溫回火,HRC59(雙面)
7.條件: 刮板彈簧 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)用,要求在高溫下保持彈抗疲勞性能
要求: 718耐熱合金 1050℃固溶處理,冷變形,690℃真空時(shí)效,8h
(或620℃下8小時(shí),500℃下松馳8小時(shí))
8.條件: 受沖擊性迅速變化著的拉應(yīng)力和裝配時(shí)的預(yù)應(yīng)力作用,在發(fā)動(dòng)
機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,連桿螺栓折斷會(huì)引起嚴(yán)重事故,要求有足夠的強(qiáng)度,、沖擊韌性
和杭疲勞能力
要求: 40Cr調(diào)質(zhì),HRC31,不允許有塊狀鐵素體:下料→鍛造→退火或正
火→加工→調(diào)質(zhì)(回火水冷防止第二類火脆性→加工→裝配
二,、備注
1.＜Φ50mm、耐磨性高,、承受較大壓力的6-8級(jí),絲杠用GCr15整體或中頻淬火
2.＞Φ50mm,、耐磨性高、6-8級(jí)絲杠用GCr15SiMn整體或中頻淬火
3.≤Φ40mm,、L≤2mm,、變形小、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用9Mn2V,、整淬,冰冷處理.
4.有防蝕要求特殊用途的絲杠用9Cr18,中頻加熱表面淬火. |
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1 E. o3 r" k, j. o) B| 礦山機(jī)械及其他零件 | 0 d/ W; D) i: s& C$ u
,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 牙輪鉆頭 主要是磨壞
要求: 20CrMo滲碳,淬火,低溫回火,HRC61
2.條件: 輸煤機(jī)溜槽(原用16Mn鋼板,未處理,僅用3-6個(gè)月)
要求: 16Mn鋼板中頻淬火(壽命可提高一倍)
3.條件: 鐵鍬(原用低碳鋼固體滲碳淬火,回火,質(zhì)量很差)
要求: 低碳鋼 淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
4.條件: 石油鉆井提升系統(tǒng)用吊環(huán)(原用35鋼)、吊卡(原用40CrNi或
35CrMo) 正火或調(diào)質(zhì),質(zhì)量差,笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
5.條件: 石油射孔槍 承受火藥爆炸大能量高溫瞬間沖擊,類似于槍
炮.主要是過量塑性變形引起開裂
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,σb=1610N/mm^2,
αk=80N.m/mm^2
6.條件: 煤礦用圓環(huán)牽引鏈,要求高抗拉強(qiáng)度和抗疲勞,主要是疲勞斷裂
及加工時(shí)冷彎開裂.
要求: 20MnV,、25Mn2V 彎曲后閃光對焊,正火,880℃淬火,250℃回火
獲得代碳馬氏體,預(yù)變形強(qiáng)化.σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
7.條件: 鑿巖機(jī)釬尾 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖杭力大,耐
疲勞,主要是斷裂與凹陷
要求: 30SiMnMoV,、32SiMnMoV HRC56,滲碳淬火→650℃回火,二次
加熱260-280℃等溫淬火→螺紡部分滾壓強(qiáng)化
8.條件: 鑿巖機(jī)釬桿 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖抗力大,
耐疲勞和磨損,主要是折斷與磨損
要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液體滲碳2h,
至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
9.條件: 中壓葉片油泵定子 要求槽口耐磨和抗彎曲性能好.主要是
槽口磨損、折斷
要求: 38CrMoAl 滲氮,HV900 調(diào)質(zhì)→粗車→去應(yīng)力→精車→滲氮
10.條件: 機(jī)床導(dǎo)軌 要求軌面耐磨和保持高精度.主要是磨損和精度喪失
要求: HT200 HT300 表面電接觸加熱淬火,HRC56
11.條件: 化工用閥門、管件等腐蝕大的零件,要求抗腐蝕性高
要求: 普通碳素鋼滲硅
12.條件: 鍋爐排污閥 主要是銹蝕,要求抗腐蝕性好
要求; 45 滲硼
13.條件:
(1)1t蒸汽錘桿Φ120,L=2345mm 10t模鍛錘錘桿
(2)受較劇烈多次沖擊和疲勞應(yīng)力.主要是疲勞斷裂
要求;
(1)45Cr 850℃淬火,10%鹽冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
14.條件: 電耙耙斗,、電鏟鏟斗的齒部:沖擊大,、摩擦嚴(yán)重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韌處理,HB180-220(工作時(shí)在沖擊和壓力下HB450-550)
15.條件: Φ840及Φ650mm的礦車輪
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二,、備注:
1.L≤1m,、變形小、耐磨性高的6-7級(jí)絲杠用20CrMoA,滲碳,淬火
2.L≤2.5mm,、變形小、耐磨性高,、6-7級(jí)絲杠用40CrMoA,高頻或中頻淬火.
3.7-8級(jí)的絲杠用55,、50Mn,高頻淬火.
4.L≤2.5mm、變形小,、耐磨性高,、5-6級(jí)精度的絲杠,38CrMoAlA或
38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn,、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等滲
碳鋼的
6.硬度要求 推薦HRC60±2,螺母取上限,當(dāng)絲杠L≥1.5<,或精度為
5,、6級(jí)時(shí),硬度可低一些,但須≥HRC56
7.采用表面熱處理的淬透層深度,磨削后,應(yīng)為:中頻處理＞2mm;
高頻滲碳處理＞1mm;氮化處理＞0.4mm,7級(jí)精度以上的絲杠應(yīng)作消除殘余慶力的穩(wěn)定處理. | |
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| 齒輪熱處理實(shí)例 | - m I8 Z! h. D& a0 S( O+ x8 T+ Z
一、工作條件以及材料與熱處理要求1.條件: 低速,、輕載又不受沖擊
要求: HT200 HT250 HT300 去應(yīng)力退火
2.條件: 低速(＜1m/s),、輕載,如車床溜板齒輪等
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB200-250
3.條件: 低速、中載,如標(biāo)準(zhǔn)系列減速器齒輪
要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調(diào)質(zhì),HB220-250
4.條件: 低速,、重載,、無沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪
要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45
5.條件: 中速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪
要求: 40Cr,、40MnB,、42MnVB 調(diào)質(zhì)或正火,感應(yīng)加熱表面淬火,低溫回火,時(shí)效,HRC50-55
6.條件: 中速、中載或低速,、重載,如車床變速箱中的次要齒輪
要求: 45 高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無高頻設(shè)備時(shí),可采用快速加熱齒面淬火)
7.條件: 中速,、重載
要求: 40Cr、40MnB(40MnVB,、42CrMo,、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中溫回火,HRC45-50.
8.條件: 高速,、輕載或高速,、中載,有沖擊的小齒輪
要求: 15、20,、20Cr,、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 滲氮,滲氮深度
0.5mm,HV900
9.條件: 高速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸輪.
要求: 40Cr、40MnB,、(40MnVB)高頻淬火,HRC50-55.
10.條件: 高速,、中載、有沖擊,、外形復(fù)雜和重要齒輪,如汽車變速箱齒
輪(20CrMnTi淬透性較高,過熱敏感性小,滲碳速度快,過渡層均勻,滲碳
后直接淬火變形較小,正火后切削加工性良好,低溫沖擊韌性也較好)
要求: 20Cr,、20Mn2B、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火或滲碳后高頻
淬火,HRC56-62.
18CrMnTi,、20CrMnTi(鍛造→正火→加工齒輪→局部鍍同→滲碳,、
預(yù)冷淬火、低溫回火→磨齒→噴丸)滲碳層深度1.2-1.6mm,齒輪硬度
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物.
中心:索氏體+細(xì)珠光體
11.條件: 高速,、重載,、有沖擊、模數(shù)＜5
要求: 20Cr,、20Mn2B 滲碳,、淬火、低溫回火,HRG56-62.
12.條件: 高速,、重載,、或中載、模數(shù)＞6,要求高強(qiáng)度,、高耐磨性,如立車重要螺旋錐齒輪
要求: 18CrMnTi,、20SiMnVB 滲碳、淬火,、低溫回火,HRC56-62
13.條件: 高速,、重載、有沖擊,、外形復(fù)雜的重要齒輪,如高速柴油機(jī),、
重型載重汽車,航空發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備上的齒輪.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A,、18Cr2Ni4WA,、20CrMnMoVBA(鍛造→
退火→粗加工→去應(yīng)力→半精加工→滲碳→退火軟化→淬火→冷處理
→低溫回火→精磨)滲碳層深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
14.條件: 載荷不高的大齒輪,如大型龍門刨齒輪
要求: 50Mn2、50,、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
15.條件: 低速,、載荷不大,精密傳動(dòng)齒輪.
要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50
16.條件: 精密傳動(dòng)、有一定耐磨性大齒輪.
要求: 35CrMo 調(diào)質(zhì),HB255-302.
17.條件: 要求抗磨蝕性的計(jì)量泵齒輪.
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.條件: 要求高耐磨性的鼓風(fēng)機(jī)齒輪.
要求: 45 調(diào)質(zhì),尿素鹽浴軟氮化.
19.條件: 要求耐,、保持間隙精度的25L油泵齒輪,。
要求: 粉末治金(生產(chǎn)批量要大).
20.條件: 拖拉機(jī)后橋齒輪(小模數(shù))、內(nèi)燃機(jī)車變速箱齒輪(m6-m8).
要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結(jié)構(gòu)鋼)中頻淬火,回火,
HRC50-55,或中頻加熱全部淬火.可獲得滲碳合金鋼的質(zhì)量,而工藝簡
化,材料便宜.
二,、備注:
1.機(jī)床齒輪按工作條件可分三組:
(1).低速:轉(zhuǎn)速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.
(2).中速:轉(zhuǎn)速2-6m/s,
單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負(fù)荷不大.
(3).高速:轉(zhuǎn)速4-12m/s,彎曲力矩大,單位壓力200-700N/mm^2.
2.機(jī)床常用齒輪材料及熱處理:
(1).45 淬火,高溫回火,HB200-250,用于圓周速度＜1m/s中等壓力,高頻
淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高,、變形小的齒輪.
(2).20Cr滲碳,、淬火、低溫回火
HRC56-62,用于高速,、壓力,、中等、并有沖擊的齒輪.
(3).40Cr 調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的齒輪,
淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度,、沖擊負(fù)荷不大的齒輪.
(4)除上述條件外,，如尚要求熱處理時(shí)變形小,則用高頻淬火、
硬度HRC52-58.
3.汽車,、拖拉機(jī)齒輪的工作條件比機(jī)床齒輪要繁重得多,要求耐磨性,、
疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面比機(jī)床齒輪高.因此,一般是載
荷重,、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號(hào)以外,
尚有20MnMoB,、20SiMnVB、30CrMnTi,、30MnTiB,、20MnTiB等),
經(jīng)滲碳,、淬火,、低溫回火處理.拖拉機(jī)最終傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)扭矩較大,
齒面單位壓較高,密封性不好,砂土、灰土容易鉆入,工作條件比較差,常
采用20CrNi3A等滲碳,。
4.一般機(jī)械齒輪最常用的材料是45和40Cr,，其熱處理方法選擇如下:
(1).整體淬火;強(qiáng)度、硬度(HRC50-55)提高,承載能力增大,但
韌性減小,變形較大,淬火后須磨齒或研齒,只適用于載荷較大,、無沖
擊的齒輪.應(yīng)用較少.
(2).調(diào)質(zhì):由于硬度低,韌性也好不太高,不能用于大沖擊載荷下工作,
只適用于低速,、中載的齒輪,一對調(diào)質(zhì)齒輪的小齒輪面硬度要比大齒
面硬度高出HB25-40.
(3).正火:受條件限制不適合淬火和調(diào)質(zhì)的大直徑齒輪用.
(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機(jī)床齒輪廣泛采用,直徑較大用火
焰表面淬火.但對受較大沖擊載荷的齒輪因其韌性不夠,須用低碳鋼
(有沖擊,、中小載荷)或低碳合金鋼(有沖擊,、大載)滲碳. |
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| 軸類熱處理實(shí)例 | ) i4 s+ S% \) b
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件:
在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 2m/S,要求表面有較高在硬度的小軸,心軸.
如機(jī)床走刀箱,、變速箱小軸..
要求: 45,、50,形狀復(fù)雜的軸用40Cr、42MnVB.調(diào)質(zhì),HB228-255,軸
頸處高頻淬火,HRC45-50
2.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,
υ周＜ 3m/S,要求硬度高,、變形小,如中間帶傳動(dòng)裝置的小軸
要求: 40Cr,、42MnVB 調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸高頻淬火,HRC45-50.
3.條件: υ周≥ 2m/S,大的彎曲載荷及摩擦條件下的小軸，如機(jī)床變速箱小軸,。
要求: 15,、20、20Cr,、20MnVB 滲碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
4.條件: 高載荷的花鍵軸,要求高強(qiáng)度和耐磨,變形小.
要求: 45 高頻加熱,水冷,低溫回火,HRC52-58.
5.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷,低速,精度要求不高,
稍有沖擊,疲勞負(fù)荷可忽咯的主軸,或在滾動(dòng)軸承中工作,輕載,
υ＜1m/s的次要花鍵軸.
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB225-255(如一般簡易機(jī)床主軸)
6.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷轉(zhuǎn)速稍高.
ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,沖擊,疲勞負(fù)荷不大.
要求: 45 正火或調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸或裝配部位表面淬火,HRC45-50.
7.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,中或重載,轉(zhuǎn)速較高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
精度較高,沖擊,、疲勞負(fù)荷不大.
要求: 40Cr 調(diào)質(zhì),HB228-255或HB248-286,軸頸表面淬火,HRC≥54,
裝配部位表面淬火HRC≥45.
8.條件: 其他同上,但轉(zhuǎn)速與精度要求比上例高,如磨床砂輪主軸.
要求: 45Cr,、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
9.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,中載、高速,、心部強(qiáng)度要求不高,精
度不太高,沖擊不大,但疲勞應(yīng)力較大,如磨床,重型齒輪銑床等主軸.
要求: 20Cr 滲 碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
10.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,重載,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
沖擊,疲勞應(yīng)力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 滲碳 淬火 低溫回
火HRC≥59.
11.條件: 在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),重載,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
勞應(yīng)力,如高精度磨床鏜床主軸.
要求: 38CrAlMoA 調(diào)質(zhì) 硬度HB248-286:軸頸滲氮,硬度HV≥900.
12.條件: 電動(dòng)機(jī)軸,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.條件: 水泵軸,要求足夠抗扭強(qiáng)度和防腐蝕.
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分別為HRC42及HRC48.
14.條件: C616-416車床主軸,45號(hào)鋼
(1)承受交變彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,有時(shí)還受沖擊載荷.
(2)主軸大端內(nèi)錐孔和錐度處圓,經(jīng)常與卡盤,頂針有相對摩擦.
(3)花鍵部分經(jīng)�,？呐龌蛳鄬瑒�(dòng)(4)在滾動(dòng)軸承中動(dòng)轉(zhuǎn),中速,中載.
要求:
(1)整體調(diào)質(zhì)后硬度HB200-230,金相組織為索氏體 .
(2)內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度HRC45-50,表面3-5mm風(fēng)金相組織為屈氏體和少量回火馬氏體.
(3)花鍵部分硬度HRC48-53,金相組織同上
15.條件: 躍進(jìn)-130型載重(2.5噸)
汽車半軸
承受沖擊、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn),主要瞬時(shí)超載而扭斷,要求有足夠
的抗彎,、抗扭,、抗疲勞強(qiáng)度和較好的韌性
要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 調(diào)質(zhì)后中頻表面
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,靜扭矩6900N.m,疲勞≥30萬次,估
計(jì)壽命≥30萬km
金相組織: 索氏體+屈氏體(原用調(diào)質(zhì)加高頻淬火壽命僅為4萬km)
二、備注:
1.(1-8)備注:
主軸與軸類材料與熱處理選擇必須考慮受力大小,、軸承類型和主軸
形狀及可能引起的熱處理缺陷.在滾動(dòng)軸承或軸頸上有軸套在滑
動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),軸頸不需特別高的硬度,可用45,、45Cr,調(diào)質(zhì),HB220-250,
50Mn,正火或調(diào)質(zhì)HRC28-35.在滑動(dòng)軸承中工作的軸承應(yīng)淬硬,可用15、
20Cr,滲碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,軸頸處滲碳深度為
0.8-1mm.直徑或重量較大的主軸滲碳較困難,要求變形較小時(shí),可用45
或40Cr在軸頸處作高頻淬火.高精度和高轉(zhuǎn)速(＞2000r/min)機(jī)
床主軸尚須采用氮化鋼進(jìn)行滲氮處理,得到更高硬度.在重載下工作的
大斷面主軸,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,滲碳,淬火,回火,HRC56-62.
2.(9)備注:
內(nèi)心強(qiáng)度不高,受力易扭曲變形表面硬度高,宜作高速低負(fù)荷主軸.熱處理變形較大.
3.(100備注:
心部有較高的σb及αk值,，表面有高的硬度及耐磨性.有熱處理變形.
4.(11)備注:
很高的心部強(qiáng)度,表面硬度極高,耐磨和變形量小.
5.(12)備注:
860-880℃正火
6.(13)備注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)備注:
加工和熱處理步驟:
下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精車外圓,鉆中心孔,精車外
圓,銑鍵槽→錐孔及處圓錐局部淬火,260-300℃回火→車各空刀槽,粗磨
處圓,滾銑花鍵槽→花鍵高頻淬火,240-260℃加火→精磨. |
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3 j3 x7 Y, |5 r| 曲類熱處理實(shí)例 |
( u# w2 ^) F- b* R' g一,、工作條件:
1.內(nèi)燃機(jī)曲軸: 承受周期性變化的氣體壓力,曲柄連桿機(jī)械的慣性力,
扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力以及沖擊力等.此外在高速內(nèi)燃機(jī)中還存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng),
會(huì)造成很大應(yīng)力.
2.要求有高強(qiáng)度及一定的沖擊韌性、彎曲,、扭轉(zhuǎn),、疲勞強(qiáng)度,和軸頸處高
的耐磨性.
二、材料與熱處理實(shí)例:
1.低速內(nèi)燃機(jī),采用正火狀態(tài)的碳鋼,、球墨鑄鐵.
2.中速內(nèi)燃機(jī),采用調(diào)質(zhì)碳鋼或合金鋼,如45,、40Cr、45Mn2,、50Mn2等及
球墨鑄鐵,。
3.高速內(nèi)燃機(jī),采用高強(qiáng)度合金鋼,如35CrMo、42CrMo,、18Cr2Ni4WA等.
4.以110型柴油機(jī)曲軸為例: QT60-2正火,中頻淬火,σb≥650N/mm^2,
αk＞15N.m/mm^2,(試樣20×20×110mm),軸體HB240-300,軸頸HRC≥55,
珠光體數(shù)量:試棒≥75%,曲軸≥70%. |
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2 P" Y W$ L& E9 f s' c: k| 蝸桿蝸輪熱處理實(shí)例 |
* B, s' {; t) q6 Y+ Z' Z) e一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 負(fù)荷不大,斷面較小的蝸桿
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB220-250
2.條件: 有精度要求(螺紋磨出)而速度＜2m/s.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
3.條件: 滑動(dòng)速度較高,負(fù)荷較輕的中小尺寸蝸桿
要求: 15 滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62
4.條件: 滑動(dòng)速度＞2m/s
(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度為0.4的蝸桿,如立車中的主要蝸桿
要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃滲碳,800-820℃油淬，180-200℃低溫回火,，HRC56-62
5.條件: 要求高耐磨性,、高精度及尺寸大的蝸桿
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB處理同上,HRC56-62
6.條件: 要求足夠耐磨性和硬度的蝸桿
要求: 40Cr,、42SiMn,、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
7.條件: 中載、要求高精度并與青銅蝸輪配合使用(熱處理后再加工絲扣)之蝸桿
要求: 35CrMo調(diào)質(zhì), HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
8.條件: 要求高硬度和最小變形的蝸桿
要求: 38CrMoAlA,、38CrAlA正火或調(diào)質(zhì)后氮,硬度HV＞850
9.條件: 汽車轉(zhuǎn)向蝸桿
要求: 35Cr 815℃氰化,、200℃回火,滲層深度0.35-0.40mm,表面銼力硬度,心部硬度＜HRC35
二、備注:
1.蝸輪材料與熱處理:
(1)圓周速度≥3m/s的重要傳動(dòng);錫磷青銅QSn10-1,QSn-10
(2)圓周速度≤4m/sAl9-4
(3)圓周速度≤2m/s,效率要求不高:鑄鐵防止蝸輪變形一般進(jìn)行時(shí)效處理
2.蝸桿材料與熱處理:
(1)高速重載:15,、20Cr 滲碳淬火,HRC56-62;40,、45、40Cr淬火,
HRC45-50
(2)不太重要或低載;40 45調(diào)質(zhì) |
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" ^3 t+ u$ x ~| 彈簧熱處理實(shí)例 | 9 ?: }) R6 v; J- ^
一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 形狀簡單,斷面較小,受力不大的彈簧
要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃,、500℃,。600℃回火，相應(yīng)的
硬度HB512,、HB430,、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,
HRC42-48.
2.條件: 中等負(fù)荷的大型彈簧
要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(農(nóng)機(jī)座位彈簧
65Mn 淬火 回火 HB280-370)
3.條件: 重負(fù)荷、高彈簧,、高疲勞極限的大形板簧和螺旋彈簧
要求: 50CrVA,、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.條件: 在多次交變負(fù)荷下工作的直徑8-10mm的卷簧
要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.條件: 機(jī)車、車輛,、煤水車或板彈簧
要求: 55SiMn,、60Si2Mn
HRC39-45(hb363-432)(解放牌汽車板簧:55Si2Mn HB363-441)
6.條件: 車輛及緩沖器螺旋彈簧、汽車張緊彈簧
要求: 55Si2Mn,、60Si2Mn,、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
7.條件: 柴油泵柱塞彈簧、噴油嘴彈簧,、農(nóng)用柴油機(jī)氣閥彈簧及中型,、
重型汽車的氣門彈簧和板彈簧
要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
8.條件: 在高溫蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自來水管道彈簧和耐海水浸
蝕的彈簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49
HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
9.條件: 在酸堿介質(zhì)下工作的彈簧
要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,繞卷后消除應(yīng)力,400℃回火60min,HB160-200
10.條件: 彈性擋圈δ4,Φ85
要求: 60Si2 400℃預(yù)熱,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二、備注
1.彈簧熱處理一般要求淬透,晶粒細(xì),殘余奧氏體少.脫碳層深度每邊應(yīng)符
合:＜Φ6mm的鋼絲或鋼板,應(yīng)＜1.5%直徑或厚度;＞Φ6mm的鋼絲鋼板,應(yīng)
＜1.0%直徑或厚度.
2.大型彈簧在熱狀態(tài)加工成型隨即淬火-回火,中型彈簧在冷態(tài)加工成
型(原材料要求球化組織或大部分球化),再淬火-回火.小型彈簧用冷軋
鋼帶,、冷拉鋼絲等冷態(tài)加工成型后,低溫回火
3.處理后可經(jīng)噴丸處理:
40-50N/cm^2的壓縮空氣或離心機(jī)70m/s的線速度,將Φ0.3-0.5mm(對
于小零件,、汽門彈簧、齒輪等),、Φ0.6-0.8mm(對板簧,、曲軸,、半軸
等)鑄鐵丸或淬硬鋼丸噴射到彈簧表面,強(qiáng)化表層,疲勞循環(huán)次數(shù)可提高
8-13倍,壽命可提高2-2.5倍以上 |
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| 機(jī)床絲杠熱處理實(shí)例 | - K* `- q4 M+ [
一,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: ≤級(jí)精度,受力不大,如各類機(jī)床傳動(dòng)絲杠
要求: 45、45Mn2 一般絲杠可用正火,≥HB170;受力較大的絲杠,調(diào)質(zhì),
HB250;方頭,軸頸局部淬硬HRC42
2.條件: ≥7級(jí)精度,受力不大,軸頸方頭等處均不需淬硬,如車床走刀絲杠
要求: 45Mn易切削鋼和45 熱軋后σb=600-750N/mm^2,除應(yīng)力后HB170-207,
金相組織:片狀珠光體+鐵素體
3.條件: 7-8級(jí)精度,受力較大,如各類大型鏜床,、立車,、龍門銑和刨床等
的走刀和傳動(dòng)絲杠
要求: 40Cr、42MnVB,、(65Mn)調(diào)質(zhì)HB220-250,σb≥850N/mm^2;方頭,、
軸頸局部淬硬HRC42,金相組織：均勻索氏體
4.條件: 8級(jí)精度,中等負(fù)荷,要求耐磨,如平面磨床,砂輪架升降絲杠與滾
動(dòng)螺線嚙合
要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì)HB250,中頻表淬HRC54,, 調(diào)質(zhì)后基體組織:
均勻索氏體+細(xì)狀珠光體
5.條件: ≥6級(jí)精度,要求具有一定耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,較高強(qiáng)度和較
好的切削加工性,如絲杠車床,齒輪機(jī)床,、坐標(biāo)鏜床等的絲杠
要求: T10,、T10A、T12,、T12A球化退火,HB163-193,球化等級(jí)3-5級(jí),
網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),調(diào)質(zhì)HB201-229,金相組織;細(xì)粒狀珠光體
6.條件: ≥6級(jí)精度,要求抗腐蝕,、較高的抗疲勞性和尺寸穩(wěn)定性.如
樣板鏜床或其他特種機(jī)床精密絲杠.
要求: 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)HB280,滲氮HV850,調(diào)質(zhì)后基體組織,均勻
的索氏體,滲氮前表面應(yīng)無脫碳層
7.條件: ≥6級(jí)精度,要求耐耐磨、尺寸穩(wěn)定,但負(fù)荷不大,如螺紋磨
床,、齒輪磨床等高精度傳動(dòng)絲杠(硬絲杠)
要求: 9Mn2V(直徑≤60mm),、CrWMn(直徑＞60mm),球化退火后,
球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),硬度≤HB227,淬火硬度
HRC56+0.5,金相組織,回火馬氏體無殘余奧氏體存在
8.條件: ≥6級(jí)精度,受點(diǎn)負(fù)荷的,如螺紋或齒輪磨床,、各類數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠
要求: GCr15(直徑≤70mm0)、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火
后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),HRC60-62,金相組織;回火馬氏體
二,、備注:
1.絲杠的選材與處理;
(1)絲杠的主要損壞形式,一般絲杠(≤7級(jí)精度)為彎曲及磨損;≥6級(jí)
精度絲杠為磨損及精度喪失或螺距尺寸變化
(2)絲杠材料應(yīng)具有足夠的力學(xué)性能,優(yōu)良的加工性能,不易產(chǎn)生磨裂,能
得到低的表面粗糙度和低的加工殘余內(nèi)應(yīng)力,熱處理后具有較高硬度,
最少淬火變形和殘余奧氏體常用于不要求整體熱處理至高硬
度的材料,有45,、40Mn、40Cr,、T10,、T10A、T12A,、T12等.淬硬絲杠材料,
有GCr15,、9Mn2V、CrWMn,、GCr15,、SiMn、38CrMOAlA等
(3)熱處理:
一般絲杠:正火(45鋼)或退火(40Cr),除應(yīng)力處理和低溫時(shí)效,調(diào)
質(zhì)和軸頸,、方頭高頻淬火與回火精密不淬硬絲杠: 除應(yīng)力處理低
溫時(shí)效,球化退火,調(diào)質(zhì)球化,如遇原始組織不良等,還需先經(jīng)900℃(T10,、
T10A)-950℃(T12、T12A)正火處理后再球化退火,或直接調(diào)質(zhì)球化
精密淬硬絲杠: 退火或高溫正火后退火,除應(yīng)力處理,淬火和低溫時(shí)效
2.考慮熱加工工藝性,絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)注意事項(xiàng):
(1)結(jié)構(gòu)盡可能簡單,避免各中溝槽,、突變的臺(tái)階,、銳角等,尤其是氮化
絲杠更應(yīng)避免一切棱角
(2)絲杠一端應(yīng)留空刀槽.凸起臺(tái)階或吊裝螺釘孔,便于冷熱加工中吊掛用
(3)不應(yīng)有較大的凸階,以免除局部鐓粗的鍛造工序.
3.滾珠絲杠副的材料與熱處理:
(1)材料選用;滾珠絲杠;L≤2m、Φ40-80mm變形小,、耐磨性高的6-8
級(jí)絲杠用CrWMn整體淬火 |
+ L2 `$ \9 J3 M0 t
0 H1 u/ V4 H) c2 B0 e: P) G F
| 汽車,、拖拉機(jī)、配件熱處理實(shí)例 | * o( v! @ A+ u, B e1 R1 z
一,、工作條件以及材料與熱處理要求1.條件; 推土機(jī)用銷套: 承受重載,、
大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 20Mn、25MbTiB 滲碳,二次淬火,低溫回火,HRC59,滲碳層深2.6-3.8mm
2.條件: 推土機(jī)履帶板: 承受重載,、大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 40Mn2Si 調(diào)質(zhì),履帶齒中頻淬火或整體淬火,中頻回火,距齒頂
淬硬層深30mm
3.條件: 推土機(jī)鏈軌節(jié) 承受重載,、大沖擊和嚴(yán)重磨損
要求: 50Mn、40MnVB 工作面中頻淬火,回火,淬硬層深6-10.4mm
4.條件: 推土機(jī)支承輪
要求: 55SiMn,、45MnB 滾動(dòng)面中頻淬火,回火,淬硬層深6.2-9.1mm
5.條件: 推土機(jī)驅(qū)動(dòng)輪
要求: 45SiMn 輪齒中頻淬火,淬硬層深7.5mm
6.條件: 活塞銷: 受沖擊性的交變彎曲剪切應(yīng)力,、磨損大.主要是磨損、斷裂
要求: 20Cr 滲碳,淬火,低溫回火,HRC59(雙面)
7.條件: 刮板彈簧 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)用,要求在高溫下保持彈抗疲勞性能
要求: 718耐熱合金 1050℃固溶處理,冷變形,690℃真空時(shí)效,8h
(或620℃下8小時(shí),500℃下松馳8小時(shí))
8.條件: 受沖擊性迅速變化著的拉應(yīng)力和裝配時(shí)的預(yù)應(yīng)力作用,在發(fā)動(dòng)
機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,連桿螺栓折斷會(huì)引起嚴(yán)重事故,要求有足夠的強(qiáng)度,、沖擊韌性
和杭疲勞能力
要求: 40Cr調(diào)質(zhì),HRC31,不允許有塊狀鐵素體:下料→鍛造→退火或正
火→加工→調(diào)質(zhì)(回火水冷防止第二類火脆性→加工→裝配
二,、備注
1.＜Φ50mm、耐磨性高,、承受較大壓力的6-8級(jí),絲杠用GCr15整體或中頻淬火
2.＞Φ50mm,、耐磨性高、6-8級(jí)絲杠用GCr15SiMn整體或中頻淬火
3.≤Φ40mm,、L≤2mm,、變形小,、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用9Mn2V、整淬,冰冷處理.
4.有防蝕要求特殊用途的絲杠用9Cr18,中頻加熱表面淬火. |
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| 礦山機(jī)械及其他零件 | ( Y9 F) A% J3 u6 [5 f& Q$ z0 A
,、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 牙輪鉆頭 主要是磨壞
要求: 20CrMo滲碳,淬火,低溫回火,HRC61
2.條件: 輸煤機(jī)溜槽(原用16Mn鋼板,未處理,僅用3-6個(gè)月)
要求: 16Mn鋼板中頻淬火(壽命可提高一倍)
3.條件: 鐵鍬(原用低碳鋼固體滲碳淬火,回火,質(zhì)量很差)
要求: 低碳鋼 淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
4.條件: 石油鉆井提升系統(tǒng)用吊環(huán)(原用35鋼),、吊卡(原用40CrNi或
35CrMo) 正火或調(diào)質(zhì),質(zhì)量差,笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
5.條件: 石油射孔槍 承受火藥爆炸大能量高溫瞬間沖擊,類似于槍
炮.主要是過量塑性變形引起開裂
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,σb=1610N/mm^2,
αk=80N.m/mm^2
6.條件: 煤礦用圓環(huán)牽引鏈,要求高抗拉強(qiáng)度和抗疲勞,主要是疲勞斷裂
及加工時(shí)冷彎開裂.
要求: 20MnV、25Mn2V 彎曲后閃光對焊,正火,880℃淬火,250℃回火
獲得代碳馬氏體,預(yù)變形強(qiáng)化.σb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
7.條件: 鑿巖機(jī)釬尾 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖杭力大,耐
疲勞,主要是斷裂與凹陷
要求: 30SiMnMoV,、32SiMnMoV HRC56,滲碳淬火→650℃回火,二次
加熱260-280℃等溫淬火→螺紡部分滾壓強(qiáng)化
8.條件: 鑿巖機(jī)釬桿 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖抗力大,
耐疲勞和磨損,主要是折斷與磨損
要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液體滲碳2h,
至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
9.條件: 中壓葉片油泵定子 要求槽口耐磨和抗彎曲性能好.主要是
槽口磨損,、折斷
要求: 38CrMoAl 滲氮,HV900 調(diào)質(zhì)→粗車→去應(yīng)力→精車→滲氮
10.條件: 機(jī)床導(dǎo)軌 要求軌面耐磨和保持高精度.主要是磨損和精度喪失
要求: HT200 HT300 表面電接觸加熱淬火,HRC56
11.條件: 化工用閥門、管件等腐蝕大的零件,要求抗腐蝕性高
要求: 普通碳素鋼滲硅
12.條件: 鍋爐排污閥 主要是銹蝕,要求抗腐蝕性好
要求; 45 滲硼
13.條件:
(1)1t蒸汽錘桿Φ120,L=2345mm 10t模鍛錘錘桿
(2)受較劇烈多次沖擊和疲勞應(yīng)力.主要是疲勞斷裂
要求;
(1)45Cr 850℃淬火,10%鹽冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
14.條件: 電耙耙斗,、電鏟鏟斗的齒部:沖擊大,、摩擦嚴(yán)重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韌處理,HB180-220(工作時(shí)在沖擊和壓力下HB450-550)
15.條件: Φ840及Φ650mm的礦車輪
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二,、備注:
1.L≤1m,、變形小、耐磨性高的6-7級(jí)絲杠用20CrMoA,滲碳,淬火
2.L≤2.5mm,、變形小,、耐磨性高、6-7級(jí)絲杠用40CrMoA,高頻或中頻淬火.
3.7-8級(jí)的絲杠用55,、50Mn,高頻淬火.
4.L≤2.5mm,、變形小、耐磨性高,、5-6級(jí)精度的絲杠,38CrMoAlA或
38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15,、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等滲
碳鋼的
6.硬度要求 推薦HRC60±2,螺母取上限,當(dāng)絲杠L≥1.5<,或精度為
5,、6級(jí)時(shí),硬度可低一些,但須≥HRC56
7.采用表面熱處理的淬透層深度,磨削后,應(yīng)為:中頻處理＞2mm;
高頻滲碳處理＞1mm;氮化處理＞0.4mm,7級(jí)精度以上的絲杠應(yīng)作消除殘余慶力的穩(wěn)定處理. |
