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
1 k, v* P$ R% f; u0 M1.条件: 低速、轻载又不受冲击
: g6 j$ W2 e1 c9 y要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
4 E( W& C  J& X6 b8 ?; z; I  W2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
, f  o" w6 P8 p$ D, n1 d3 V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 L/ z8 K: z( J+ @* c% E4.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
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)
4 v) |7 f9 I* C( L7.条件: 中速、重载
) g8 Y7 O9 C  e/ M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
% a  U6 d0 C. _+ P. F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 }' q' b/ h0 y* K) U, F, b" f9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.
0 X! `* @- g* a% ]4 Z& ]+ I要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.
" e, b% j8 P4 O; |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
3 O6 K, Z9 A& Y+ J4 v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
: c+ n4 U# t5 D( y9 [' Z; S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
淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、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.
中心:索氏体+细珠光体  
1 W( y: R: D8 N  m8 P1 D& |- d11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
+ `- X9 @* _9 [5 o. a% t/ K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
7 ^* k3 E: q( w8 v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.
5 R, E% l1 F! _; x1 B要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→
: v0 i% t8 h; {) m退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理
* G3 a3 O7 f6 l8 T$ }/ X# c: A# L→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.
' T# I' a2 h$ g, V14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
4 i+ P/ ^+ S& b5 t# X. U; \) h: n要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
8 O# B7 M( K' _- O15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.
' l' I7 d5 x, ?要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
4 F* z+ h3 n9 t! x! i2 Y) [16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
& x% Y! x$ G, c17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
, l: W0 t* Z- e6 ?. [2 ]8 u+ {* k, ]% E要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
; n% A8 Q+ p. q5 U18.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。
( W8 E8 ~# V8 |  b: i) S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).
要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
. c4 o$ U/ w! X6 |* ZHRC50-55,或中频加热全部淬火.可获得渗碳合金钢的质量,而工艺简
9 [! j1 ~4 c" N3 j化,材料便宜.
二、备注:
1.机床齿轮按工作条件可分三组:
2 W2 {9 I# M0 W7 h0 R! i(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.
( V% `/ j; L$ Q) w, }(2).中速:转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
0 w4 w8 g7 c% B0 F(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:
6 k7 H6 M% z( q: s) G  I(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
5 ?1 I1 `6 }  z) ]淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
. F8 P( O1 ?2 C9 n(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.
$ W% ]+ \& V+ c9 t(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、
& c6 l. u, y  f硬度HRC52-58.
5 g4 p# `9 _* b1 }6 a' d3.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、
: O, L" p. l/ M, G1 r/ O, ^. l' {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
3 p1 V/ ~/ v6 M4 O( H  w荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,
7 b, T: X. w8 F尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
4 T+ C/ F$ Z0 O6 K6 u/ B7 Z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,
" l% ^3 ^- ]8 L3 ^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。
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:
(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
; a/ a$ Q- C5 n) M* @9 ^% }, T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.
, H+ P3 ^( h6 ?1 R+ ^(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
4 m/ s8 v# P. e2 ~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
+ u' Q* J0 F/ d5 W5 n$ t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
* @* V0 m1 E/ j5 v- e( H0 R' M9 X9 `5 g(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
& w6 t* {! F4 g1.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..
/ L7 \* z3 {9 w; B. I要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴
) }* o8 i; _* g; K6 E/ y颈处高频淬火,HRC45-50
2.条件: 在滑动轴承中工作,
+ C. x) }- f* |; x& \, D" Eυ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。
4 K9 [' e. b& P5 L要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
3 S9 T* f8 h& O8 w# u+ p4.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,
; q3 U' e' p! n6 V  C- ^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,
& {- h% o% P  d! Cυ＜1m/s的次要花键轴.
0 n* I! u% _* F3 ~$ F( L9 [. }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.
% b4 k; B8 q. `3 V) s- Y" s7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
2 ^6 L0 N. I0 R  `5 L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,
装配部位表面淬火HRC≥45.
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.
# M8 E$ D5 K$ N' T1 S9.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
4 F6 a! {$ I0 A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.
' V, G7 s- B+ @# {要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
) `4 ?' A9 L; s6 @+ i) ~10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
$ m6 X6 b5 u- D0 Z8 H! L4 p1 t冲击,疲劳应力都很高.
7 {) ], \" M( l4 }! H; f, k要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
火HRC≥59.
  N1 Z( ]0 r' w11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲
  ~, f7 S+ y6 ]  ^$ w劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
: @! ?$ S& e" h% P0 Z, k# l要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
3 P+ s" X8 e9 U$ K8 R12.条件: 电动机轴,主要受扭.
0 L) e4 K/ \$ y" |" z8 C/ E% Q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.
0 Z+ i8 W& Z( `14.条件: C616-416车床主轴,45号钢  
' t# j$ i. \" t4 ^(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
(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.
) z) e* G) ~$ j要求:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
( R# a: D( U2 m% `(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.
" |0 Y0 D, l! t$ o# R(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上
# X" i/ W6 ^* H' c5 l% t2 ?15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
& e$ Q; e! j7 ?' k( Z汽车半轴
0 o% H! N% U; N5 S+ 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
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
( q1 [( `6 ^1 ]% V# l( B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)
二、备注:
9 `5 e  }0 L( v) ?- J1.(1-8)备注:
% a, K% `8 Z- a0 {3 q' S0 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
! q- F7 ^, S6 D4 Y/ s3 \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、
/ m# f0 @, {6 I' G20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
. U% m( l8 B8 z( q5 W; d0 e$ M0.8-1mm.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
8 t; _/ j" t; T, \或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
! e! R$ u) ~* V0 C4 v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.
  l- a! W$ A& [* o! s! \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.
3.(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.
- k- c1 j$ g& J) t! P+ x4.(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
7 G7 h  \# S  a7 H& W. V% o) O; q* W1 A4 q6.(13)备注:
/ z, e5 \+ ?6 t8 n% z5 |6 ^5 S* W或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
' q/ {, x6 l9 e5 G9 H) _# B# T5 L7.(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
外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
; \9 V* P2 S" _7 \6 m; z曲类热处理实例
+ L! y  f( k# j- R一、        工作条件:
2 P$ K: e7 b! d# N7 B( T1.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 Y( l- D. @1 r: \/ Y, |4 Q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.
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
4 {* E' Z4 w, s+ P: z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
0 _( F4 e! F2 ~& w( s' b9 I球墨铸铁。
* _* X. k1 J, g! H! D/ K8 J3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
* }1 X' w6 J7 a7 `0 S9 @! V5 w4.以110型柴油机曲轴为例: QT60-2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2,
, v, E! O- j. ~$ J* u$ Vαk＞15N.m/mm^2,(试样20×20×110mm),轴体HB240-300,轴颈HRC≥55,
; o: x" Q: ?9 f  X' f珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
0 p& n* k3 a  r# L6 m0 O蜗杆蜗轮热处理实例
) c% A0 t' I7 G. @7 e/ I一、        工作条件以及材料与热处理要求
6 b2 O( P8 n6 [$ U3 @2 H1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
- N9 Z% V! {' v: H  o要求: 45 调质,HB220-250
2 b; M' u7 v! W2.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
# i+ f* ]" Q. O: c% |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
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
2 r0 B8 Y' v1 j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
( D( e) M/ o! i& f0 T, m' Y+ t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
要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
  `* [( t' s1 f0 f$ L8 X1 S6 V7.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
! i# k( T! B3 x/ b  N# ~/ `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
9 B; i3 J, e( \$ T要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
) |3 f: A9 e% h( |3 H1 l; J) Z9.条件: 汽车转向蜗杆
7 X3 b# W6 M* [  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:
/ Y1 }. J& H8 C2 d1.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
(2)圆周速度≤4m/s Al9-4
5 l, e- Y) I* I$ U(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:
6 p! _0 }" s, z8 i2 s  W3 ^(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
HRC45-50
9 h  S2 C$ F2 p/ M; C0 r' i* O(2)不太重要或低载;40 45调质
9 A9 S' }$ Z/ V$ A弹簧热处理实例
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
3 C2 L2 e/ R  }# c, o, O) D2 z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,
  w1 B2 z6 p4 D* N% X) l- {HRC42-48.
7 M; y- p. y' Q* ?2.条件: 中等负荷的大型弹簧
& N. L& N# N9 v' y* g* a要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(农机座位弹簧
4 t( Q. ^) A* l9 [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
* @8 q! t5 m, r6 [" a. I: Q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
* n+ f0 k$ G3 c/ a( F9 o7 g; ]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
2 V% x& q# E. S- M$ J/ _& P要求: 55SiMn、60Si2Mn
HRC39-45(hb363-432)(解放牌汽车板簧:55Si2Mn HB363-441)
+ k7 d7 m2 j* ~, {) C- Z6.条件: 车辆及缓冲器螺旋弹簧、汽车张紧弹簧
3 p5 [& T$ Z& y要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
: A2 i7 v( c+ O' q( M6 a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、
" o. Z0 y  _9 w- w' j/ ?0 ]7 W. H重型汽车的气门弹簧和板弹簧
% W5 ~, g9 p& O( h要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
5 W! j6 R1 z1 U- k0 r7 p- Q3 r3 F9 G8.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
% B- V4 \4 }: U) N+ C要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
! x3 w$ Q/ X  BHRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
/ q! ?. V0 e0 c+ {5 V# R# ?. V9.条件: 在酸碱介质下工作的弹簧
; s- r& c7 `3 [要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
- j4 g% K* E$ o8 M" V10.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
2 q' E8 C0 ~- N$ R1.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
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
' T, C* t5 N6 o4 J+ C" k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
  T: }( |, O2 p. \钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火
4 L1 n4 i  |& X# j' `2 d7 X5 }% W6 h3.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
/ N" \, Q5 t7 q! S于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
3 y5 K% W2 _7 K! ^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
: f* W: B5 m$ r( e! \1 j, q: i: {6 z3 A8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
8 {% R( b% K. Q  l1 U7 Z0 K1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
& t! \. C& _, L: Z/ F7 U. B% V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
9 x6 [. {8 O; `要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
' c7 x: Y0 J. Y: Q% P+ b* D; {! R* }金相组织:片状珠光体+铁素体
$ n6 n6 b$ x% h1 J' ~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
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
动螺线啮合
- o0 v$ e) Z, a4 c5 ^2 Q7 t/ ^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
- `6 q! Z, z& e( R% |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
好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
5 F4 R( B/ q4 t3 d* @5 D& R" G; }  s要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
4 c2 Y. `8 z/ m) _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
7 H7 k6 @* S3 _# D; @" Q样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
" e4 i/ p+ i' j) O, l0 p! c要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
" B  C" H  {0 b8 x2 w; N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)
: O& T5 P+ }( Y5 Q9 P0 }6 d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
0 I/ S- ]( S/ G3 gHRC56+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
- n8 B  \, \0 v2 t  q0 M# Y5 c- Z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:
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
精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
- f1 r+ ~( x: ?6 J- z* K0 k(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
5 z" N1 ^9 e5 i' r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,
7 k) ^) e8 s9 G0 F) q" L* z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,
有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等
(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
& ]0 g5 E: A. j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、
8 _8 I) B7 X' l3 C0 XT10A)-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
7 ?# k( B3 s9 J6 g- A5 c2 `2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:
' o8 N" p, ?( C7 ]0 J- w6 @(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
8 B5 H3 @/ a/ u( w, |(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
& P0 \# S; M8 p. K(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
2 K& O4 i  x9 |8 T; 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
7 t" y9 @$ ~  K# O  s级丝杠用CrWMn整体淬火
! D4 e2 {" V" ?. {- k3 \: L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、
$ C) m  N9 n' U$ ^) p2 P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
2.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
. i% L6 ]! j5 N2 O2 b# T淬硬层深30mm
- P* [6 \9 b0 Y4 q7 A7 k3.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
4.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
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
3 ^. L" F. \# Z: S要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
9 u" S& h7 V/ H6 v7 ?9 P7.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 ?2 G/ ?1 j5 I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
! U8 C3 F( t9 S9 w. K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
( r) G( L9 I$ \" L& Y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
火→加工→调质(回火水冷防止第二类火脆性→加工→装配
二、备注
$ l% F: h! S4 S$ n& o1.＜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.
4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18,中频加热表面淬火.
6 x+ a; t# W4 j! S5 ?- x. C矿山机械及其他零件
工作条件以及材料与热处理要求
6 P" J: u! h# a2 W; o4 I/ \1.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)
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)
" V) e2 ~1 u" B7 n8 ?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.
" p7 e* W& K8 Z% k: K5 r要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
/ J7 O/ N# f, g) W5 h5.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
- L2 g( p* e$ U7 e, b炮.主要是过量塑性变形引起开裂
: }& H; o1 N8 k7 {要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
αk=80N.m/mm^2
5 l; J4 E1 n, J6.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.
" R" K; M7 }$ B% E; e; T要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊,正火,880℃淬火,250℃回火
" t4 L0 g, l9 a0 W) U; @+ _获得代碳马氏,预变形强化.
7 I" l. O5 B5 S7 Cσb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
/ F7 K6 p- f) 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
) c) [7 y' \& U疲劳,主要是断裂与凹陷
, E* X* Q$ [; Y# f& s要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
3 z% R* g- u, _" X% 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,
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,
; S6 Y6 N/ b( O6 a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
& o) ]" }' J$ _: p1 l+ y槽口磨损、折断
6 y) F  G  `4 B( \要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
9 x$ z  V; B9 J. |3 q3 J$ K, r, v10.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
) z6 P* ~: B. ~. v要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
6 K, E$ r8 b5 b8 {11.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
9 e9 v6 ^3 N* [& |  E12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
0 {, u6 [& X- m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
要求;
  q9 A( l- I- _6 X(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
1 O, R, M. j3 U( C(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)
15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
- h1 y7 z; c/ f8 k& F4 _6 D要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
1.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.
" n& y* s, d  K6 [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
38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
8 i( C+ `7 }8 U  {! `碳钢的
/ ^% R: H$ B$ A# B; B7 Z7 a( e/ n7 t6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5