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1、齿轮热处理轴的热处理轴承热处理工具热处理基本思路：工作条件（载荷，环境） 失效形式性能要求材料热处理工艺钢的热处理举例121、工作条件用于传递动力、改变方向或速度的重要零 件，受力情况复杂。 2、常见失效形式齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）；齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）；断齿（强度低或超载）一.齿轮热处理33.齿轮的技术要求齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性。4.齿轮用钢:低、中碳 轻载齿轮：45，调质或正火 中载齿轮：45、40Cr，调质，耐磨部位表面淬火 重载齿轮：20Cr、20CrMnTi，渗碳淬火 高精度齿轮：38CrMoAlA，调质-渗氮
2、41）渗碳齿轮材料：20CrMnTi、 20Cr、 30CrMnTiA等服役场合：高速重载（汽车齿轮）下料工艺路线：工艺路线：锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火5.齿轮热处理工艺精加工掌握各热处理工序的目的，工艺，组织5(1)正火细化晶粒；调整硬度，便于切削加工加热至Ac3+3050,空冷,组织细珠光体+(少量铁素体) (2)渗碳提高表面含碳量920930保温39h (3)渗碳后淬火获得马氏体，提高表面硬度直接淬火或一次淬火表面：高碳M+Ar+碳化物,过渡层:M+Ar,心部:低碳M+F（少量） (4)回火消除淬火应力，低温200，MM回下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火精加工工艺路线620 C
3、rMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线7加工工艺路线:下料 锻造 粗加工半精加工 精车加工及 精磨 2）中载齿轮（中碳钢）热处理（表面淬火）适用于3555,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等材料 齿轮。正火调质表面淬火低温回火8(1)正火(或完全退火）细化晶粒，调整硬度加热至Ac3+3050,空冷,细珠光体+(少量铁素体) (2)调质热处理使心部具有良好强韧性加热至Ac3+3050后淬火+500600高温回火,回火索氏体 (3)表面感应淬火(表面火焰淬火)提高表面硬度表面加热至Ac3+3050，心部没有加热。淬火后表面获得马氏体+残余奥氏体,过渡层马氏体+F残余奥氏体, 心部
4、回火索氏体 (4)低温回火消除淬火应力，低温200，MM回9 轻载齿轮：45，调质或正火 中载齿轮：45、40Cr，调质，耐磨部位表面淬火 重载齿轮：20Cr、20CrMnTi，渗碳淬火 高精度齿轮：38CrMoAlA，调质渗氮1011 受力弯曲和扭转应力，且在轴的截面上分布是不均的，表面应力最大，中心应力为零。 性能此类零件调质时不需要整个截面淬透，只要保证表面淬硬层为其半径的1/4即可。 选材多用40、45钢，重要轴类用合金调质钢制造（40Cr、 35CrMo 、42Mn2V等）二、轴的热处理12备料锻造正火或退火粗加工 调质精加工材料：45钢工艺：轻载主轴加工工艺13中载主轴加工工艺备料
5、锻造正火或退火粗加工 调质精加工材料：40Cr钢工艺：整体调质，轴颈和锥孔表面淬火表面淬火及低温回火磨削 14 轻载主轴：45，调质或正火 中载主轴：45，40Cr，调质，耐磨部位表面淬火 重载主轴：20CrMnTi，渗碳淬火 高精度主轴：38CrMoAlA，渗氮15三、滚动轴承热处理滚珠轴 承滚针轴承滚柱轴承1、工作条件 高载荷，交变应力 高转速，一定冲击。16接触疲劳破坏2、失效形式17塑性变形 18磨损193、性能要求:（内外圈和滚动体）v高的硬度和耐磨性; v高的接触疲劳强度; v足够的韧性和耐蚀性; v尺寸稳定性滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承204、轴承用钢:G Cr15含Cr量WCr 1
6、.5 %滚动轴承钢高碳, Wc = 0.951.15%21GCr15轴承钢制造轴承的工艺路线锻造 机加工球化退火淬火 + 冷处理 ( 60 80;1h )低温回火正火磨削加工稳定化处理 ( 120 150；5 10h )225、热处理工艺预备热处理:正火：消除网状碳化物，细化晶粒球化退火：降低硬度，提高韧性，为淬火组织准备淬火:获得马氏体组织810860（温度偏高），让Cr尽量溶入A，又不致于导致晶粒粗大，A含碳过高；油冷冷处理:获得马氏体组织,减少Ar低温回火:消除残余应力，保持高硬度. 23汽车板簧扭转弹簧大型热卷弹簧弹簧丝24工具一般包括刃具、模具、量具常用钢包括：碳素工具钢、低合金工具
7、钢、高合金工具钢（高速钢等）四.工具热处理模具量具刃具成分特点：高碳254.1 刃具热处理l 性能要求高硬度(HRC60) ：主要取决于含碳量 。 高耐磨性： 靠高硬度和析出细小均匀 硬碳化物来达到。红硬性：即高温下保持高硬度的能力足够的韧性：以防止脆断和崩刃。l 刃具用钢碳素工具钢：T7T12（0.71.2%C）木工凿手锤26T12钢正常淬火组织球状珠光体碳工钢热处理及组织热处理：正火+球化退火+淬火+ 低温回火 球化退火目的： 降低硬度，便于加工； 为淬火作组织准备。 使用状态下的组织： M回+颗粒状碳化物+AR(少量 )27低合金工具钢： CrWMn、9SiCr 热处理及组织同碳素工具钢
8、，只是淬火介质为油（碳工钢为水）。板牙丝锥289 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线板牙29 W18Cr4V的生产工艺及热处理铸造 锻造 球化退火 机加工淬火+三次高温回火 磨削加工高合金刃具钢：（高速钢）W18Cr4V，W6Mo5Cr4V230W18Cr4V铸态组织 420 铸造:高速钢属于莱氏体钢,铸态组织中含有大量呈鱼骨状 分布的粗大共晶碳化物M6C,钢的韧性大幅下降。31 锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理（正火）来消除,只能依靠反复多次锻打来击碎。W18Cr4V锻造组织 210 32W18Cr4V球化退火组织 420 球化退火:消除应力, 降低硬度，便于机加工,调整组织,为淬火作好组织准备。
9、球化退火后的组织 : S + 粒状 Cm球化退火温度830880易于机械加工。 33 淬火 : 12001300淬火后的组织:M+Cm+AR(2025%)（温度高）让C和Me充分溶入A，淬火后得到高合金马 氏体高温回火时产生二次硬化效应，提高硬度提 高红硬性高速钢淬火温度高的原因34 三次高温回火在560回火时 , 产生二次硬化、二次淬火，多次 回火,获得更多碳化物析出让残余奥氏体转变。回火组织：M回+碳化物+Ar ( 1 2 % )*淬火后A残约2025 %。 *第一次回火后A残约剩1518 %。*第二次回火后A残约剩35 %。*第三次回火后A残约剩12 %。组织硬度为HRC65以上。35W
10、18Cr4V钢的热处理过程示意图进展:现在对这种热处理工艺还不满意,对高速钢淬火+回 火后,再进行TiN沉积364.2 冷作模具热处理v 性能要求:高硬度（HRC5060）； 高耐磨性、强度和韧性； 热处理变形小;汽车冲压模具v 应用:冷冲模、冷镦模、 冷挤模、搓丝板等v 冷作模具用钢: 碳素工具钢：T7T8 低合金工具钢： 9SiCr、9Mn2V、CrWMn或GCr15 高合金工具钢： Cr12、Cr12MoV（ C1.4%2.3%、Cr11%12%） 37Cr12型冷作模具钢的热处理 （ C1.4%2.3%、Cr11%12%） 球化退火冷作模具钢铸态组织极不均匀,含有大量共晶碳化物， 需反
11、复锻打后退火处理。球化退火温度830880，获得细化碳化物+珠光体组 织，易于机械加工。 淬火+回火一次硬化法：较低温度淬火（980）低温回火回火组织为M回+碳化物+Ar二次硬化法：较高温度淬火（1050）23次高温回火回火组织为S回+碳化物+Ar(少量）384.3 量具热处理v 性能要求:v 量具用钢:高的硬度（HRC62）和耐磨性， 热处理变形小、尺寸稳定，保证 尺寸精度。卡 尺量 规千分尺碳素工具钢：T8T12 低合金工具钢： 淬透性高，用于精度要求较高的量具。CrWMn、4Cr13、GCr15、 9SiCr39千分 尺卡尺特点 预备热处理组织为球化退火或调质处理组织。 下限温度淬火及冷处理，目的是减少A。 长时间低温时效，以消除内应力，降低马氏体的正 方度。淬火 冷处理 ( - 70 - 80 ) 低温回火 时效处理 ( 120130,几十小时 ) v 热处理:40CrWMn钢制造块规退火后热处理工艺650820840油冷3h -70-80冷处理140160 3h110120 36h时效处理精磨3h研磨温度时间41
