典型零件热处理实例.docx
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典型零件热处理实例
典型零件热处理实例q-I$hc1.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:
HT200HT250HT300去应力退火
2.条件:
低速(v1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等
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:
4540Cr40MnB(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
要求:
40Cr、40MnB42MnVB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'C回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火)
7.条件:
中速、重载
要求:
40Cr、40MnB(40MnVB42CrMo40CrMnMo40CrMnMoVBA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
要求:
15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAI38CrMoAI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.
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
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、20Mn2B20MnVB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
11.条件:
高速、重载、有冲击、模数V5
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
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.
要求:
12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA20CrMnMoVBA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
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.
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).
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,HRC50-55,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/mmA2.
(2).中速:
转速2-6m/s,
单位压力100-1000N/mmA2,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/mmA2.
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v1m/s中等压力,高频淬火,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
HRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.
⑶.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.
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,
尚有20MnMoB20SiMnVB30CrMnTi、30MnTiB20MnTiB等),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.
不能用于大冲击载荷下工作,韧性也好不太高,由于硬度低:
调质
(2).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.渗碳(有冲击、大载)(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢
2.轴类热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
1.条件:
在滑动轴承中工作,U周v2m/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
2.条件:
在滑动轴承中工作,
u周v3m/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:
u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.
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,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,
uv1m/s的次要花键轴.
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.
pu<150N.m/(cmA2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
HRC45-50.轴颈或装配部位表面淬火,HB228-255,正火或调质:
45要求.
7.条件:
在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高pu<400N.m/cmA2.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,HRO54,
装配部位表面淬火HRO45.
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HRO56.
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(pu<400N.m/cmA2.s)冲击,疲劳应力都很高.
要求:
18CrMnTi20Mn2B20CrMnMoVA渗碳淬火低温回
火HRO59.
11.条件:
在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高w0.003mm,很高疲劳应力,如高精度磨床镗床主轴.
要求:
38CrAIMoA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.
13.条件:
水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.
要求:
3Cr13及4Cr131000-1050C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:
(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体.
⑵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
⑶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,要求有足够的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
要求:
40Cr35CrMo42CrMo40CrMnMo40Cr调质后中频表面
淬火,表面硬度HRO52,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:
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、
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
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,HR