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1、轴类热处理实例轴类热处理实例轴类热处理实例一、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 , 周 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴 ,心轴.如机床走箱、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,HRC45-502.条件: 在滑动轴承中工作 , 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: 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
2、 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, 1m/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.150N.m/(cm2.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:
3、在滑动轴承中工作 ,中或重载, 转速较高 400N.m/cm2.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,HRC54,装配部位表面淬火 HRC45.8.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 HRC56.9.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
4、(400N.m/cm2.s)冲击,疲劳应力都高.要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回火 HRC59.11.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,如高精度磨镗床主轴.要求: 38CrAlMoA 调质 硬度 HB248-286:轴颈渗氮, 硬度 HV900.12.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 4Cr13 1000-1050油液, 硬度分别为 HRC42 及 HRC48.14.条
5、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 .(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)汽车半轴承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转 ,主要瞬时超载扭断,要求有足够的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧
6、性要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面淬火,表面硬 HRC52,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,
7、 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,HRC56-62.2.(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.(100 备注: 心部有较高的 b 及 k 值，表面有高的硬度及耐磨性 .有热处理变形.4.(11)备注: 很高的心部强度 ,表面硬度
8、极高, 耐磨和变形量小.5.(12)备注: 860-880正火6.(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 : 下料锻造正火粗加工调质半精车外圆,钻中心孔,精车外圆, 铣键槽锥孔及处圆锥局部淬火,260-300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,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.二、材料与热处理实例:1.低速内燃机,采用正火状态的碳钢、
9、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。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,b650N/mm2,k15N.m/mm2,(试样 2020110mm),轴体 HB240-300,轴颈 HRC55,珠光体数量:试棒75%,曲轴70%.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 要求: 45 调质,HB220-2502.条件: 有精度要求 (螺纹磨出 )而速度2m
10、/s. 要求 : 45 淬火,回火 ,HRC45-503.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,HRC56-624.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，HRC56-625.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,HRC56-626.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,
11、HRC5-507.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)8.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 HV8509.条件: 汽车转向蜗杆要求: 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:1.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:QAl9-4(3)圆周速度2m/s
12、,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:(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1.条件: 形状简单 ,断面较小,受力不大的弹簧要求: 65 785-815油淬,300400 、500。600回火，相应的硬度 HB512、HB430、HB369,75,780-800油或水淬 ,400-420回火,HRC42-48.2.条件: 中等负荷的大型弹簧要求: 60Si2MnA 65Mn 870油淬,460回火,HRC40-4
13、5(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要求: 50CrVA、60SiMnA 860油淬,475回火,HRC40-454.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,HB387-4185.条件: 机车、车辆、煤水车或板弹簧要求: 55SiMn、60Si2MnHRC39-45(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、 60S
14、i2CrA 淬火,回火,HRC40-47 或 HB370-4417.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,HRC40-478.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,10-25mm要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49 HRC37-40 HRC31-35 HRC33-479.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,HB160-20010
15、.条件: 弹性挡圈 4,85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:6mm 的钢或钢板,应1.5%直径或厚度;6mm 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/cm2 的压缩空气或离心机 70m/s 的线速度,将 0.3-0.5mm(对于小零件、汽门弹簧、齿轮等)、0.6-
16、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 HRC422.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 b=600-750N/mm2,除应力后 HB170-207,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、龙门铣和刨床等的走刀和传动丝杠要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质 HB220-250,b850N/mm2;
