几种零件的热处理实例

人人

齿轮热处理实例
( r' b  t) f) I$ t) }1 Y% d一、工作条件以及材料与热处理要求
- W" Q% e5 a' T. V; U3 m- h1.条件: 低速、轻载又不受冲击
要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火
5 A! e6 U3 x0 X" _2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
, X7 `7 M4 K/ d- ]4 d3 Q% k) |要求: 45 调质,HB200-250
6 a5 T2 `2 K$ ]  f3 Q' y1 H3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮
; w( f( z$ J1 y+ ]- }9 |/ ^3 z% @要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250
4.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
) Q; l5 ?5 h( ]- }3 ]% u5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
6 e- j8 q) M1 L, J1 P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
" L/ F7 Z' F( k6 O. v6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮
' i1 L5 G" D1 v3 b# ^2 e1 s: y" c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)
/ h3 r. C2 _+ H4 P, h* B7.条件: 中速、重载
) Q! f. L: D% L' d! J要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
- L2 _; h% g; t) p8.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.
" S5 s: c  Q+ v2 r* B9 G, E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
, [2 ~" |( u  N7 |4 W) T4 y! c% Q/ Y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)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
淬火,HRC56-62.
# w" t5 {0 i" c, {2 R18CrMnTi、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
+ E. b3 M; i5 g& k& w8 IHRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.
3 d* z) ^9 h; ?6 f* G) y4 S中心:索氏体+细珠光体  
% \% D4 |3 T# R% @& Y11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
3 C0 N; _6 \0 T+ A要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
. d/ q; Z8 @, K' |  W* x12.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
" B6 U( l7 J9 Z8 [. Q% B13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、
9 C0 l4 J3 H' w$ |. ~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→
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.
( b! b" A# `2 ~7 x* G( X% |14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
& B8 M8 M% |' ?7 Q要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
  W4 O' @/ r0 [3 ]+ f1 E7 L15.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.
- ]& I8 C) z, Y7 C- h1 ]! \, U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.
要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.
& J4 \& Y9 G  f8 M# a" g19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
: O/ v7 a3 Z% f% V( a& O8 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).
- L0 d1 r, {7 e& i1 K要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
8 |6 _( ^8 p- \, T' HHRC50-55,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.
: {" \; m  ?: @0 H+ s二、备注:
2 B' b/ o8 d% p: _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.
(2).中速:转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.
2 V3 a# Y4 _, Q1 @5 `$ _(3).高速:转速4-12m/s,弯曲力矩大,单位压力200-700N/mm^2.
' x4 M5 G9 U5 g" q, M' o; e2.机床常用齿轮材料及热处理:
5 l6 c1 c" K$ I  V" W; B- e(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度＜1m/s中等压力,高频
( E7 m' x5 ?* H' ^# v( O9 i5 i淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.
# n9 C7 W$ P5 M' e1 {(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火
9 H1 j# h+ g, l* _4 L% D# yHRC56-62,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,
( s6 S; y: J' E# S7 A& d淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.
$ M9 Y& H+ l: B5 t) T  q(4)除上述条件外，如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、
' B, y" [4 Q+ B" r3 V' U; m: `硬度HRC52-58.
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、
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
5 |' O: A" Y2 z! ^! ~' _荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,
' J- \7 K' n2 g; D  r尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
) |9 v# j  A2 ~4 i7 k( i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,
* h4 v2 Y  z7 i. o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
3 u8 }: {! n; ~* k4 F4 x! F# @采用20CrNi3A等渗碳。
3 I1 K. X' v+ I. l' _! l8 o4.一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:
2 i- h2 G$ L# d+ t* \(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
% F% I) X, |9 t$ y; l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
, D  J9 g. G4 b4 u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,
8 }" M) X1 r2 K+ G- u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
' t8 y$ p* C, T) ^7 `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.
+ s) _' ]) P, F* Y+ O) x& G(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
# q: r0 g9 t+ q! ?& {, Z0 q% e(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
2 O, B1 k" c8 H0 e  a轴类热处理实例
一、        工作条件以及材料与热处理要求
1 h: R% Y+ m" {' }/ p" Y& q0 R1.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.
# d  N7 r# E$ i( ~' l  |! i如机床走刀箱、变速箱小轴..
: J! b3 G- ~% Q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
# T. ^% n# Z/ g% e2.条件: 在滑动轴承中工作,
/ e) k' A( K0 ~+ Hυ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.
$ x( V' G0 t9 H要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.
' P- S: R+ M% @& y0 F* B1 g$ m5.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,
0 l! x9 f2 K4 Z! d& P, X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,
7 W. N) }7 i: K0 m+ D5 o. [υ＜1m/s的次要花键轴.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
8 `% ?# g- I- X7 W( h! H6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
- H1 [9 N- d6 @# \8 r$ Aρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
' k: c! u) C1 c: d+ N% O要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.
' w8 l0 R3 n4 {6 S4 \- v7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
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,
* O& a3 C; g, J$ B6 W- q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.
+ l, k; D2 c6 Z1 h0 y) F- j要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
1 [+ x6 X  P! v4 j1 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
: L, g" a1 D0 H4 o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.
/ T/ `) ]9 _2 D! |, h1 `要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
6 Z1 p; z/ `4 i- V- D10.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.
4 V8 E6 L/ k" ~) `) }6 D* u5 A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.
  C* o5 _7 ~. P3 V& K7 M! i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.
( ~1 z* k6 P- g$ |3 n2 u要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
% [4 d- Q! k, p9 v2 |' ?9 H13.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  
(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.
要求:
8 }  }* R; l. j  @3 f(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
. U! y9 j, l4 K5 W% k: t(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.
+ w; h5 e4 L0 y7 }: G. l- }(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)
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
, w2 M# x6 v: p, Y. G的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
7 x9 P& A( n* Q1 M- y  F( Y# C要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面
8 ^  _% h  l: g9 r淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
  _# ?/ T$ F* v/ H计寿命≥30万km
* A* q. `( m8 o+ A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)
5 B; X; i& I7 s1 }* b5 O3 a: J, P二、备注:
* i% N  @8 [3 c, r1.(1-8)备注:
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
, F+ q4 K* y9 q. j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,
7 l6 e: ?) q' }0 Z1 w6 O; r50Mn,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
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
" v3 d1 G; W  X6 _% d$ V; }5 E或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
0 y# s& ]/ f5 o# n/ o2 b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:  
2 i% A' `9 Y% |$ w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.
6 k2 n2 J/ d, l, O% I( W) G3.(10)备注:
; t8 g% j4 O7 S+ i2 Y2 F. ~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.
! g- w% w% ]8 \5 a9 [) H  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 I3 t, U+ R" M. e2 L5.(12)备注:
' u$ x. \3 \: V; k860-880℃正火
: `5 o; d6 _( o- s- p% R0 I6.(13)备注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
* o" w( w# d8 l1 R7.(14)备注:
9 F6 k) `2 [% V. O- @+ y8 O2 {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.
曲类热处理实例
一、        工作条件:
! L: M# g) R+ x. g7 l1.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,
' O5 N8 n3 v" ~% w4 R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,
! G$ J& z" u! I, b& N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
, Q$ I4 `3 [# x! Y! J& [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.
" l; u9 G  n: a- X6 E) V/ F2.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。
9 t  j. y+ w0 [# x  U! p3.高速内燃机,采用高强度合金钢,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
2 ^7 h( E' Z1 d  A0 ^5 D8 }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,
珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
) K, T3 v0 U% n0 D5 f* t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
! j; \# B* f! [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
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
# A* s1 R6 V- [# T( N+ ?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
) O4 j+ C, b1 h% N! j! S) N: m5.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
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
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
" s$ |0 X' i! A要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
$ b' e9 W) s7 Y! `* g1 t. _8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
6 r( y, X) H4 P5 R& F; l2 x5 ]要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
9.条件: 汽车转向蜗杆
, k( w  O" \, d  D) Q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
- c" j5 m' D- x二、备注:
! Z1 P+ F5 n# 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
: E) c  r8 {: F4 g& ^5 Q(2)圆周速度≤4m/s Al9-4
$ H# L. l: Q% @$ l- W* l6 _6 T(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
$ k% v0 H5 Y4 \6 ]" I2.蜗杆材料与热处理:
# j- q3 T8 G* k(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
1 l+ e% I! o" \$ @弹簧热处理实例
$ v+ `7 s+ i( J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
2 C/ w, v* q  f$ V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,
, b; O0 U# x! i- }5 HHRC42-48.
1 P( F! C* p1 l; t2.条件: 中等负荷的大型弹簧
) a9 T( o  J/ K! k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
# W, h/ e$ I. _6 @+ G: @' S7 q. b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
5.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧
要求: 55SiMn、60Si2Mn
% l9 l8 x& x% }/ U& uHRC39-45(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
, E" r# `! T+ P9 e2 ^或HB370-441
' O% x; h% @4 Q) j7 T' T7.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、
5 `9 n2 ~' _8 p+ V$ b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
1 y3 ~4 T# C- b/ i! U* @6 J  c6 q蚀的弹簧,Φ10-25mm
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
9 v2 G$ U6 c- _要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,绕卷后消除应力,400℃回火60min,HB160-200
( C/ K$ f5 j( Q: n  Y10.条件: 弹性挡圈δ4,Φ85
7 W7 s% M/ K+ K7 ^$ Y: u5 k要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
9 d3 O8 r6 @- Z0 j8 s! S( P! V* X二、备注
/ U( z1 Y: o8 [4 V% m7 O+ o2 p. |8 a8 ?, E1.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
: }, U8 S3 u2 M＜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
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:
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
于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、Φ0.6-0.8mm(对板簧、曲轴、半轴
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; J5 ^+ t/ O5 N7 S. \8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
0 H% E" ?% g/ ~3 P; ^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,
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
要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
金相组织:片状珠光体+铁素体
- H+ o% |% j# p: _0 U3.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
; T, ?) l  c6 \1 o的走刀和传动丝杠
. V% f. T' S9 k2 u, A( g  p7 j  Y要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、
1 l& Y/ Q2 o0 T1 Y- j# \7 K8 L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
' t- R0 t* P. i& i' p* }# [动螺线啮合
. J# d( R. c) F% n" U+ `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
  w5 a) k: f  v0 y5.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
  r3 S! [; {' `5 c' c好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
9 Y- H9 a( e& D+ u- h要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,
; {2 R/ |4 u9 C* |! ?2 v5 C- Y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.
& \5 v  h& ]7 Q, F, W' g要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀
3 }- a. w& M; W/ a( D. R) @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
  ~. S: Z' E3 R. x6 ^& `$ ?+ }# I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
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
" Y0 _* \( E" N  V1 \6 s; Z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
$ j, \4 W+ ?3 h( ^# `8 R$ Y" i/ P$ B二、备注:
! z* t# h5 V8 N/ [* L! n( I1.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
/ _  y+ N+ Z$ L# w3 ^% Z9 ~- r& ?+ w0 @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,
5 R. K9 p  r( _9 d& Q. x% ]6 z- M9 J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
+ d; L4 n( v9 l' v# e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
% n0 d* L* q- H. M4 l0 @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
7 P+ c; [4 O) Q0 O) x2 ?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、
3 t% S- I) l3 Q; j6 V* V4 I" ET10A)-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:
( G. R# s/ s+ G' ~1 {(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
( M& \3 h/ }+ l3 C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.
6 T4 C. ^: j& z" c3.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
; u1 {) l$ T, h5 x级丝杠用CrWMn整体淬火
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、
大冲击和严重磨损
7 m5 o( P" R/ K/ @/ B0 Q$ C7 a- m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
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
0 v- R8 I7 A; I9 O: t4 F- g" G要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火,回火,淬硬层深6-10.4mm
  N- B- r' x/ ?4 {( o/ ?8 {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
: n) z6 c2 y* o% m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
要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC59(双面)
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
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
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
和杭疲劳能力
% U% |1 H- T! p9 ^: \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
8 D, _% T, [+ v9 _0 y7 }, {6 m( G二、备注
' M& n8 w0 k2 z3 |( b4 p/ B1.＜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 t6 i. H5 {: _+ k2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
( u4 c5 |2 H" R& g; `4 z. |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.
( r- z$ {9 b9 u0 @/ p2 p4.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
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)
$ y6 L, Q; P5 b: v# t: R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
, W- e2 V1 Z" N7 ~; s, x4.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.
, E+ B" C9 j; o( _; ~6 Q/ I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
9 g5 }0 y+ T" j9 H9 k! X5 B炮.主要是过量塑性变形引起开裂
4 t" F0 n$ i8 D. V要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
% P1 A+ z3 K9 W. l; Hαk=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.
6 K( C7 `* W: k4 n/ L要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊,正火,880℃淬火,250℃回火
% Y. z+ R+ P, Z5 d3 t. U获得代碳马氏,预变形强化.
6 I; A3 Q& @7 Pσb≥850N/mm^2,σs≥650N/mm^2,αk≥100N.m/mm^2
8 @! N# s, D, H, @! ~8 X5 G  o# n# B7.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
' S6 n+ H+ G! P9 _& @& n要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
- U& s3 D/ c* e3 T' n加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
$ X0 e7 Q. F6 t+ K4 _% B+ n8.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,
2 [) x* z4 A0 E" N0 B5 \耐疲劳和磨损,主要是折断与磨损
, i$ a+ w) h! q1 F5 g要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液体渗碳2h,
$ R" O2 W, {- I6 V+ K$ A至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
6 E7 X- D& J2 ?, a3 g: B+ C9.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
) Y3 C. ]5 }- p4 p7 l' K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
) g; y. K9 g6 K/ ], M+ Q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
$ u! P7 b8 H, d* \& y1 F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
, o6 S  U, m% Z4 C4 D要求; 45 渗硼
13.条件:  
(1)1t蒸汽锤杆Φ120,L=2345mm 10t模锻锤锤杆
; m* Y5 ]4 Q6 [4 a% S2 a0 P# ^(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
要求;
! |4 N& i& O/ q: i(1)45Cr 850℃淬火,10%盐冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC40
! `& \2 Z0 [+ s( ?. J$ {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)
; s7 P9 {0 F. R  A' s' [( D15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
* _: U6 e. a& V% n要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
5 }$ p' y7 f5 W1.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.
8 ?8 @& C, ?: Z: [0 U# N) `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
4 E, [7 t* x7 U+ `* ]# H38CrWVAl,氮化.
; U5 g* R0 G0 H2 B1 ~5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
6 A; k( J& \! s7 ]碳钢的
6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5