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.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
2 L0 Y3 ~0 ~4 U$ t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
2 J& @/ {/ k- ?4 c# q, B7 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
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
9 j. L9 \8 U+ g. v/ Z6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮
# u, @8 r) x) [  A3 O& T! T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)
  J8 F% ?& b# ~0 R7.条件: 中速、重载
要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
. S) u6 D+ ]3 F# x. N1 h; ?9 W' Y8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
$ d% J( ]2 s( Q: D( [0 a: 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
, y* ^5 s& T2 @7 n4 P; Z1 Z9.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.
) n: d0 J+ z5 O# Q9 b7 x10.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
/ N  O& q/ w) V9 r% l  E6 ]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
4 _2 {! E+ t! ~+ S  M3 u* ^' U6 g9 K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、
9 @. H/ C& Z. M4 p8 _# E1 T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
9 D% ]1 ?& v2 P1 D: `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  
9 o, _2 H! q4 H# K, b11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
5 `% \6 s* u9 l1 p/ w要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
# _* f  I( h$ m& I+ I2 K" ?0 ?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
0 P0 N# U! {5 d# E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、
$ l# E1 D8 C- e% n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→
/ r* C0 \' \5 ^. u5 K( U$ A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.
; c. N1 d) B9 M& z9 ^14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
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
16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
1 K, \* s& n0 g% h: [# _+ a要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.
( }: _% E4 k6 l19.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).
20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).
; L3 t6 M8 V! k) n8 c要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
9 m% j0 x6 o# n8 B5 }$ y3 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
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.
/ z2 A3 p! d* I: D(2).中速:转速2-6m/s,
0 O: `& Z' A" d. m8 T0 m$ M单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
8 B% V9 d; W" A. f% V! {: I* r1 U(3).高速:转速4-12m/s,弯曲力矩大,单位压力200-700N/mm^2.
- Z% b: p6 m7 v- E" @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
- b6 @! B1 J) p淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
2 \# y8 `# v5 l4 c$ `4 zHRC56-62,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.
1 D3 L' R* E% 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、
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
- c  S. X2 ]1 X3 I* i8 m- W* q4 j荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,
8 q# d9 k7 j/ B4 {+ W# [" o' g3 u4 G尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
1 {9 R0 X# ^$ k5 L$ P' y. k' e7 o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
5 d1 G) @( \( ?1 l# M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
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.
(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
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
) c9 }9 {9 z4 L2 k+ ~; w(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
! V7 @1 s, s$ a9 R5 T" |% M轴类热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
7 g* q, W! L: ]" M1.条件:
/ w; e7 C# i1 u+ z6 i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.
0 O: W. f# I) ?0 ]# J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
颈处高频淬火,HRC45-50
2.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
7 y; D. k+ U4 x7 T& F+ s要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
7 n7 f9 R- `0 r6 \- f5 |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.
1 q: d! h, F0 g7 q5.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,
2 ?: W) U2 w+ T( ^8 {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% T( n6 i+ o1 Pυ＜1m/s的次要花键轴.
  M1 b! _% \! y' v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.
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,
0 p+ d. C* {" @! @精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
3 c; ~: O# b) P/ V# T( T5 _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.
& z7 t$ I# X. {7 i7 O9.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
; S8 i9 m& j/ @3 z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)
, I( z; e( Q. K8 C冲击,疲劳应力都很高.
! D$ ]0 A5 B5 C, Y$ |4 e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
1 X' s1 _3 o1 h0 v5 @" x/ W劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
5 D3 ?' i, G! Y' Z( }要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.
, C: L; ?! x9 Q3 u; G12.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.
3 z- ]8 u" y: @4 {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  
6 I3 H0 ~) R% P$ q3 I& o! u6 o(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.
% e, `8 r$ N7 I0 v2 v& J+ [$ Q2 l(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.
8 b, W9 K7 W( B, F% a& Z要求:
( w! `1 j0 D/ ]. v(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.
* p) z/ e, U2 _- m(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)
( t" l6 e4 L- E4 G. \+ `汽车半轴
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
2 X# E* {* b0 T* n) Y" g要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
7 H- E' Z! v. l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:
1.(1-8)备注:
% y$ L& W7 `  j. |" @7 B% P' {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
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、
1 ?* Y. R" [  Y  a9 `. N20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
/ [" K( x9 A3 M& z5 U8 C, |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
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:  
$ m: W6 n" x! p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.
9 @& |) {' d2 v/ r" 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
- Z/ n" C4 N4 C, `6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
+ r/ w2 L" ]. R: T7.(14)备注:
# s2 ?. |, q& V9 W. k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
; _: m% ^1 j3 R, I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
+ u( {4 r5 i- E* \8 n# U1 n: L外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.
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,
; v5 U1 B! {8 w# b; c2 z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
3 N; b4 L1 l! i+ P2 X2 K的耐磨性.
二、材料与热处理实例:
! M$ _- t1 t6 Y; @7 i* c! a1.低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁.
+ ~8 l. G+ k/ B3 R3 N2.中速内燃机,采用调质碳钢或合金钢,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
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,
# l! g+ z$ J4 u4 [8 qαk＞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
+ v/ P& ^, a& U8 X7 J" g一、        工作条件以及材料与热处理要求
3 z% a9 d5 d! @* ^: I3 N' i, Q1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
& o$ |* k8 h0 t& |& d) Q. R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
1 B7 T+ ]1 v7 P5 a3.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
* l, W' A' }# ]- @1 b- Y4.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
, _4 w/ Q. z) i3 j3 K- l6 S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
" O8 r3 O5 y- |9 e# x" F3 v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
% B# v( j+ e; c7 Y' @- ]6 E5 B" J7.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
* [2 N. ^# @: k) A& w: Y要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
4 Q7 h. w) f" u9 B8.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
9.条件: 汽车转向蜗杆
% N4 j. d* i4 M- n3 Q' w3 D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
4 [7 e( m' O5 n二、备注:
1.蜗轮材料与热处理:
3 L! @+ q. Q5 [' V+ y3 j5 k(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
(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:
5 d, h) d4 x% G5 u, Y. p) |(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
弹簧热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
# I" o/ |" k; R( p1.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,
- x! ]0 C! x) O" j" U% rHRC42-48.
2.条件: 中等负荷的大型弹簧
4 I" w/ q- X+ C& S& y要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(农机座位弹簧
9 j0 d  D$ ~9 s' J2 T9 G65Mn 淬火 回火 HB280-370)
/ e. ]( _5 a: O% F; g3.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
$ {; v3 J! d! D0 z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
( E- ^( ~+ D5 N6 E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
要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
1 g( Q* g+ _6 v+ O& D  ~0 H7.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
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
& a+ `7 l+ t* g% R8 Q要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49  
! J5 ?7 ]1 _0 o7 F3 G: f* hHRC37-40 HRC31-35 HRC33-47
0 Z0 R# p+ b* F5 e  k9 N9.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
% ?& z4 l" q5 u: `) d2 w要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
# z5 a5 v0 Y1 K" t3 j$ ~6 |4 M二、备注
+ i6 a7 s# C" Q, `9 c6 \: d1.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
( e6 a6 x/ O! ?' g+ t＜1.0%直径或厚度.
% l+ ]) o2 T0 I3 K. O# l2.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
8 J- K2 O* F( ]! Q. h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
; \+ P+ ~% b, b3 Z* C; p  l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:
; Y# A7 a! q0 m: e& M9 o* m  B9 O$ m40-50N/cm^2的压缩空气或离心机70m/s的线速度,将Φ0.3-0.5mm(对
9 p7 [6 j) p9 e  p于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
4 Y$ T; ?& g1 |; n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
+ @+ j+ k. `, y) L" s' f8-13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
1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠
; e6 \9 B( }6 A4 L8 h1 U2 Z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
: h5 B# }6 O8 W) K2 U( A要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
+ q* S# E9 `: b: }* m2 G9 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
. Y, S9 M$ S8 B# P  Y的走刀和传动丝杠
* ]7 |) V8 u3 x1 b( M: c/ ^0 s7 S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
* h1 M% [; Y) D0 R  R2 L/ Y4.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
$ Z8 ^1 R) v8 A! D+ x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
- r8 ]! P6 A. r# i! q5.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
! {; ~2 P7 Z2 m4 v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.
要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
! ?" v* j% _0 z5 j, F的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
1 I/ F! y6 t+ J" r( ^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)
. ]8 n* H" b2 V3 i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
& D  b; S% n; U6 P& Y& q5 Y5 ^$ P8 d8.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
3 E/ M2 V6 ~# t7 L# R% J- r二、备注:
. t7 _8 U& S9 {9 q8 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
4 J, `1 z- P: T+ R' `* t精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
* Z# R; L" h  g  i, p(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
2 u3 M( `, }) y3 t) y1 {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,
4 b+ D: h/ j1 a: @# I* M% u有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等
+ _3 I4 `0 ?, D, q$ V. I(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
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
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:
3 x( a$ d2 }+ P* y' r6 j(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
9 B# s+ Q# Z7 _" V: w6 R丝杠更应避免一切棱角
' _# ~& S& G" m: }! ](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
- w, A( m, e, i9 e4 g8 D(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.
' J; W4 r4 k4 s* l7 a' s: k8 O3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
; j' ^2 N% C( 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
. s6 g/ \. O0 }汽车、拖拉机、配件热处理实例
) d' H4 a' H4 A. {' t) A+ n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
6 b5 V/ }9 W0 z  R要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳,二次淬火,低温回火,HRC59,渗碳层深2.6-3.8mm
. c) s( A8 O" W* u0 c2 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
; K' \0 ]" c' k$ K1 y淬硬层深30mm
' e5 i- r: L4 W. U0 L- d3.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  
8 O7 n6 y' f+ ]0 m: N" ~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
& ]+ U3 Q) ~  v1 k/ F& r要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
& h% B* P! b0 m6 F; @/ r7.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( j# z, V/ G4 k* R# F! t要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理,冷变形,690℃真空时效,8h
2 k$ S( f/ c( E/ L0 ~! M(或620℃下8小时,500℃下松驰8小时)
7 c7 r5 v3 k; X9 U  N0 ?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
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
$ a" F) q' U# [% F- k: |" w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
* p2 Y. g$ o+ m: C2 }/ 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
7 ^- l! i6 P4 _9 ^  z2.＞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.
/ g" o1 L& P0 R+ m& y- a7 i4.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
" Z/ [( B7 |9 R# X/ _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)
要求: 低碳钢 淬火,低温回火,得低碳马氏体,质量大大提高
% I" t2 q6 B1 X' }- o9 a4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或
8 K0 V# ^# f; b7 V. S- z; |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
4 P# P( |5 b+ U) x! }1 F: c5.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
+ e6 F- q( F8 e$ t$ m要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
, o, ]4 C0 f' X$ fαk=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.
! u% D6 \, y" l6 A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.
4 R2 I2 [+ ^2 B+ zσb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
2 w$ G- H' v; J* _3 S7.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
6 Q% y5 A6 b& h7 l! q疲劳,主要是断裂与凹陷
7 t0 c/ |, P& F要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
, H. m1 M. `  r2 S7 ?+ p9 O3 I加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
& W6 }0 {; v7 L2 k, g) F7 O8.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,
0 N& H- _+ ]2 D至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
1 Y; t: B2 j) \' ^( C' v0 b9.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/ L+ T6 Y2 }槽口磨损、折断
要求: 38CrMoAl 渗氮,HV900 调质→粗车→去应力→精车→渗氮
$ P1 n0 b- t% ^+ G$ |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
/ t& e0 M3 F0 R+ ?1 t5 T8 f2 o要求: 普通碳素钢渗硅
! G& H1 A; n7 R& }7 x3 @12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
  e# y8 L4 C9 b& H! r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;
(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
1 \# n! E' \2 h6 u% U7 L(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
3 ^) T- z. h. c4 L1 k9 b. [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.
! b, \' T* ]; E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
& |8 P+ v' }2 G* q( Q要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
8 T4 W: v- p" j: x& I, b; z二、备注:
4 K& ~; g: K4 x1.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.
4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠,38CrMoAlA或
, d# F! o9 @/ V' N. D38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
9 z: Q) Q% m0 M- K碳钢的
6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5