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
! d8 w7 }4 P% E4 Y- U# |1.条件: 低速、轻载又不受冲击
- u) C9 @: M, V+ a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
9 e+ Y( p+ C( P% a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
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
5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮
5 n5 y1 R( C. X  J, B  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
: I' ]' ^5 `$ P; p( T6.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)
3 l' Q: F) |- X( s- P0 r7.条件: 中速、重载
( U: A1 X  m6 B0 y' }要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
4 B+ Z$ e4 h& p  g' U5 j7 v* t' u1 h8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮
5 S! S) |8 X( }  t3 _, e# M& q4 h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
) w5 H) ~$ |8 b8 c+ J9 W9.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.
4 w) S- o2 O, w1 A8 Z* T: `; I1 ?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
: {* u5 l0 n* a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)
6 p& I. N3 H) @9 P7 M, G7 d4 f要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频
5 `% O" e- b# J9 E# I: Q% \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  
6 V, n2 q( _2 _$ p) Z7 \, Y11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5
要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.
  f  |: @' D! H8 u# b0 |+ i12.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 A4 ~" ?" T/ c要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62
& _$ l) K' p: P% k  \4 D1 m+ \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.
! M% V+ O6 c. Q# R9 a% G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.
14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮
) [; p' h  N1 d- d4 `9 D要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
% {" u4 x( b8 j" a  m5 g- n15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.
7 `- }5 L6 @3 o! {) i6 F% |' s; @要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50
$ v4 r: ^( g- _6 `& `! p16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.
要求: 35CrMo 调质,HB255-302.
) Y3 U0 S! ]. `" K  M9 _17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.  
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
# l4 E% s* i( o# t4 p9 C/ G18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.
4 a+ f8 }. r6 x% P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。
要求: 粉末治金(生产批量要大).
6 i/ S; a" N  j3 C. W' B20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).
$ c& R6 V( C. B9 n% }要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,
& j6 o. d8 g2 Q  W, B" lHRC50-55,或中频加热全部淬火.可获得渗碳合金钢的质量,而工艺简
) B3 v$ k3 C2 R5 ^: \0 z2 F8 S8 H. r化,材料便宜.
二、备注:
* J) I0 s7 C: j1 Z1.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.
+ D; {* }2 D' f0 A5 `(2).中速:转速2-6m/s,
* K' a# [) B8 D* Q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.
0 `/ W3 h- _6 u7 H! R# o5 h+ y! p2.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
$ B. U2 ?# U" e; w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
3 D& A4 {1 D' eHRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.
7 e" T9 s7 `8 L' h3 A(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.
/ r# |. t( b2 _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
荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,
& C* J9 Z  t6 p8 g& u尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),
) n4 {2 f( i! E; P2 [6 h" A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
" U, @% d; F( @+ A4 _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:
9 [- B: {2 I, P, K(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但
2 G) {: S6 |0 @0 x+ Y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
4 w+ O  C( Y, e, X击的齿轮.应用较少.
. V6 X' C) i: G. J(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
# s1 W) h: K6 z0 q7 j: P' ~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
(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳.
) j/ ^4 a/ A( j9 |轴类热处理实例
  c- Z. B. o- _9 s$ c一、        工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
& H- T- X1 c( ~1 U/ E4 u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
颈处高频淬火,HRC45-50
7 s$ y% V* D+ D* p2.条件: 在滑动轴承中工作,
( _6 p8 i' {" [υ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
; S8 F0 z9 [5 H. O2 x要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.
/ I" |/ `8 y# A$ m) V: ^4 X3.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.
1 j3 `; R1 z: y2 f( `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.
: c% {, m% H# O- N5.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,
# j+ O# c  h; [. ]& a  E1 M5 B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.
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
5 f, G: p9 o4 o4 p# {6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
1 g1 C0 t- k+ r: Oρυ≤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.
. f# K2 z0 B2 d7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,
6 x( }3 L& J7 m4 K3 N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.
! _: @) E/ d$ y, {9 J$ W% x8.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.
9 x8 |1 R8 K3 [2 F要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.
9.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
3 ^; d* J5 r3 L6 C* m& V1 B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.
+ Y5 q! L1 Z2 n; n% g要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62.
! U2 m4 C; l# L10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)
8 p) u8 o3 W9 m. I/ F冲击,疲劳应力都很高.
6 z, K. p) d8 i5 q要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回
2 p% T; {1 R3 b) }9 C. [火HRC≥59.
7 S0 Y3 W9 H5 K, R8 J11.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.
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.
; B8 I' f" @% u2 g2 X3 P6 N' A13.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 c8 _( _9 }& S1 x! l' K(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.
) @! b2 n3 k. J: E3 b(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.
& n( K4 K6 q6 X要求:
' x+ T2 C7 m8 Q4 k(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .
: L, }! T" l/ ]& `0 C(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
15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)
- I6 d/ |! x0 l: _# k: X汽车半轴
( l" u) k% t) P/ i  }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
- V0 ]* t& a$ T7 c; U0 B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
4 o' \& d% F5 s/ w* r淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
( u* V# x. h+ U/ q  p, e计寿命≥30万km
. S% N+ E( \9 z0 d& m& }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)
+ ?/ {+ H0 _% \0 V- V9 H4 t二、备注:
1.(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
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、
! v4 \* \4 g5 g) |20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
& l/ Y& r& F7 Q: h2 t. p* E1 S, ]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
% e7 Z) {  _$ a/ D, M7 g或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机
; k% Z" M6 Q2 X1 ~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.
9 g9 g, U0 s/ f# C- O0 h2.(9)备注:  
, _9 ~+ x7 j& f) J# ]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.
8 }: _2 ?. ^2 a# P; \! d) B% R  o3.(10)备注:
  ^) W8 H5 c% L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.
4 z( m: O9 h* y6 d2 h4.(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
9 U8 A- V1 F+ z6 e5 B6.(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:
& @/ D- E& x! }( _0 n+ [7 r下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
5 `' K# Q" W! M- I4 c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
& F- o) c$ W! S' b+ ~2 B* Y) v一、        工作条件:
! A. _2 t$ e* T& k) }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,
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
的耐磨性.
1 S' i* I; Y+ b  h% E- |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
球墨铸铁。
* c4 D) y3 n8 y) F$ Q* p9 v3.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,
  o4 I; n9 G+ Q6 z7 e( p% p珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%.
蜗杆蜗轮热处理实例
7 s" }+ `4 H# G; a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
6 H* P! C) `- b- _( v& k" j% 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
$ P% Y9 E& F  M, l, S" H# f- x& l3.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
3 \3 B' X1 w+ l  S0 a要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-62
/ Z- f, g/ a9 g& q, ]# a5.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
- V' k( U" n- y6 ]8 S3 N7 i  S6 w6.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
/ i% G$ L! {4 \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
要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
! P6 g0 ^3 ?! {/ R- E% j+ a# F8.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
! a+ j3 m- p" J2 u  C9.条件: 汽车转向蜗杆
; U' y0 y( j0 t3 y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:
! ?% q0 q0 D' g8 u" q1.蜗轮材料与热处理:
, g4 m4 W$ i& X! f4 I3 c(1)圆周速度≥3m/s的重要传动;锡磷青铜QSn10-1,QSn-10
4 J4 H) a) k8 }% u5 g(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
( F; Z% i* }5 T7 k! {' I5 u' m6 C- I2.蜗杆材料与热处理:
3 p4 P' F! G. d/ k8 q, z(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,
' p" V/ J& h1 lHRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
9 l- k( }( o7 M9 d" H弹簧热处理实例
) @" Q2 P0 V4 i3 `/ D% Z一、        工作条件以及材料与热处理要求
( N; n+ `" Y" v- N4 g5 X7 C- 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,
HRC42-48.
, X9 t* x3 s3 j2 @5 I  t9 K  T( o% m2.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
65Mn 淬火 回火 HB280-370)
! a6 F3 w; k5 w1 A3.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
8 C5 R' @. a$ t' 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
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
& F# ?* ^; V1 H# ?3 U( y- v要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47
或HB370-441
6 P# g* @6 V3 ]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、
/ X8 ~( F0 d( [! _$ ^1 Q重型汽车的气门弹簧和板弹簧
, q% B! q# w) i要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
2 c% [8 Q$ h& o9 W* E+ k9 U8.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
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
- v1 g, {+ D* `# X+ C: a$ D& P& k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
要求: 60Si2 400℃预热,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二、备注
1.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
' o* j; Y. _! d; G＜1.0%直径或厚度.
+ @, r( ?0 l5 v( s' c" @2 s) j  b2.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
# d3 u' U9 _/ h- R! {+ T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
4 G/ Z2 X7 k! t3 u钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后,低温回火
/ H) {- A: X, z: `1 p$ [3 i$ T  ^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
2 f, I# l# M- _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
8-13倍,寿命可提高2-2.5倍以上
机床丝杠热处理实例
! u4 t5 {0 o2 }; `/ F& I5 T6 v一、        工作条件以及材料与热处理要求
2 ~: [4 P: y/ Y+ q  _6 k8 {6 i1.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
5 Q0 b, d4 M4 `  `4 }, G2.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,
" W& X# W+ t) I* M4 Z/ G; w$ Q2 x8 X金相组织:片状珠光体+铁素体
( e8 U4 c$ d# a3.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
- s6 v6 i; H& W" ~/ q" 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
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
: Q' F- |1 A  I& d动螺线啮合
9 ~. B5 N# d1 n, G$ C3 E要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:
6 u" S2 o1 S0 u% D5 Y4 x8 s0 _均匀索氏体+细状珠光体
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
: Z' c% E2 o& r% Z好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
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
的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层
' G; Z8 q' d6 [+ T# V7.条件: ≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨
7 Y( d8 w2 v! M* l9 A( K4 s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,
/ {% E9 T) G# F0 P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
" U* `4 _% U4 l' o8 _9 c8.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
7 E- j; Y9 L+ S2 s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
(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
& X3 k" q8 A/ r& w  Y5 F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* X" y2 C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
( g* N+ l5 L! x# i, V4 ^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
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、
4 d+ p/ a* J& F; _" R4 \T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化
* O+ t# _( P  c) }3 Y  \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:
(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
- O% q3 r/ ^# V! P' k8 w. J丝杠更应避免一切棱角
( I- ^  Z6 e/ s(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.
3.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
级丝杠用CrWMn整体淬火
9 {" i8 \' n* q7 c  a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
9 A$ r; F+ g+ X- w5 y4 K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
8 B% [, E; K$ l! T3.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 V8 V. V% k% F7 O8 f7 b/ }4 C& b6.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
) a% b5 _& f. z. X  P- J1 i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
; J" M  g* P  h0 j4 ^+ j9 @' y(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
) h5 G6 T( ^2 Q  A/ d  G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
* T0 V2 K6 w& h" B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
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
  ~0 v0 A$ x! _7 a- Q$ H2.＞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.
8 \* W& P. v( y0 }4.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
3 V. Y) w* o) c( y* d  N& c, Y8 T工作条件以及材料与热处理要求
8 x4 O, A! u! E8 i2 r) e9 [4 z* t# @1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
. y7 M& h0 c; B9 R7 L: [要求: 20CrMo渗碳,淬火,低温回火,HRC61
  J  u! G7 ^; B  U2.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)
* S* O. I* P  Y4 }" x1 u6 C3.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
5 M/ j% C! V: d: V0 p, v) L4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或
+ z7 ~  Q  i" g, {+ k' g35CrMo) 正火或调质,质量差,笨重.
9 H9 L8 r  z: m0 |# h9 e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
# F* t  E1 G4 Y3 o炮.主要是过量塑性变形引起开裂
7 I6 D3 Z1 ]+ ^5 D# `3 r要求: 20SiMn2MoVA淬火,低温回火,得低碳马氏体,σb=1610N/mm^2,
! l. F  T8 G/ o- I8 Fαk=80N.m/mm^2
5 n/ p$ R8 N! E0 E. {2 ]% I6.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
. h' c6 \  U  e* \9 ]3 X$ N) r及加工时冷弯开裂.
" B1 l# g6 b7 z- E9 x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
" S- m) J" ~" j. X; L7.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
! i' G) P! p" P, w" P/ g" ?3 O- r1 e疲劳,主要是断裂与凹陷
* h" O; Z1 b  e. _1 A  i要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,渗碳淬火→650℃回火,二次
加热260-280℃等温淬火→螺纺部分滚压强化
$ Z4 h2 @7 d- G  C8.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,
' \! I3 p- Y0 l: `1 T! s1 T! |1 A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 L; M/ B' f# p( z/ W; |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
: ]' X+ {/ T. ^/ p! _  H( t槽口磨损、折断
  S- B; Z2 c& n! v! ?1 M2 [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
要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火,HRC56
* o# O( j3 h9 D# H" B" A  j% }& m% k11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件,要求抗腐蚀性高
$ p2 C# Z7 S. i/ Y要求: 普通碳素钢渗硅
' Y& W# _8 r4 Y12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀,要求抗腐蚀性好
要求; 45 渗硼
13.条件:  
# C- ?1 G! S' q( m: r(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
(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)
7 M9 M4 Y) I9 L' ?) J% Q& E15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
. |) j3 d$ o" P要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
2 [7 C- H! Z# _6 `* l2 u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
! ?% I4 o3 q2 N2.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 \% o; F5 e3 A' j- f% U3.7-8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
/ k& q/ [1 q0 H38CrWVAl,氮化.
2 G) v' N  C% _" J$ z* r0 _5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗
碳钢的
6 @% _/ c- Z( ~; f3 N3 q6.硬度要求 推荐HRC60±2,螺母取上限,当丝杠L≥1.5