我廠生產(chǎn)的渣油泵材質(zhì)全鑄鋼與全碳鋼，下面分析一下渣油齒輪泵熱處理實(shí)例:
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 低速、輕載又不受沖擊要求: HT200 HT250 HT300 去應(yīng)力退火
2.條件: 低速(＜1m/s)、輕載,如車(chē)床溜板渣油齒輪泵等要求: 45 調(diào)質(zhì),HB200-250
3.條件: 低速、中載,如標(biāo)準(zhǔn)系列減速器渣油齒輪泵要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調(diào)質(zhì),HB220-250
4.條件: 低速、重載、無(wú)沖擊,如機(jī)床主軸箱渣油齒輪泵要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45
5.條件: 中速、中載,無(wú)猛烈沖擊,如機(jī)床主軸箱渣油齒輪泵要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 調(diào)質(zhì)或正火,感應(yīng)加熱表面淬火,低溫回火,時(shí)效,HRC50-55
6.條件: 中速、中載或低速、重載,如車(chē)床變速箱中的次要渣油齒輪泵要求: 45 高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無(wú)高頻設(shè)備時(shí),可采用快速加熱齒面淬火)
7.條件: 中速、重載要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中溫回火,HRC45-50.
8.條件: 高速、輕載或高速、中載,有沖擊的小渣油齒輪泵要求: 15、20、20Cr、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 滲氮,滲氮深度0.5mm,HV900
9.條件: 高速、中載,無(wú)猛烈沖擊,如機(jī)床主軸輪.
要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高頻淬火,HRC50-55.
10.條件: 高速、中載、有沖擊、外形復(fù)雜和重要渣油齒輪泵,如汽車(chē)變速箱渣油齒輪泵(20CrMnTi淬透性較高,過(guò)熱敏感性小,滲碳速度快,過(guò)渡層均勻,滲碳后直接淬火變形較小,正火后切削加工性良好,低溫沖擊韌性也較好)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火或滲碳后高頻淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(鍛造→正火→加工渣油齒輪泵→局部鍍同→滲碳、預(yù)冷淬火、低溫回火→磨齒→噴丸)滲碳層深度1.2-1.6mm,渣油齒輪泵硬度
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物.中心:索氏體+細(xì)珠光體
11.條件: 高速、重載、有沖擊、模數(shù)＜5
要求: 20Cr、20Mn2B 滲碳、淬火、低溫回火,HRG56-62.
12.條件: 高速、重載、或中載、模數(shù)＞6,要求高強(qiáng)度、高耐磨性,如立車(chē)重要螺旋錐渣油齒輪泵要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 滲碳、淬火、低溫回火,HRC56-62)
13.條件: 高速、重載、有沖擊、外形復(fù)雜的重要渣油齒輪泵,如高速柴油機(jī)、重型載重汽車(chē),航空發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備上的渣油齒輪泵.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(鍛造→退火→粗加工→去應(yīng)力→半精加工→滲碳→退火軟化→淬火→冷處理→低溫回火→精磨)滲碳層深度1.2-1.5mm,HRC59-62.4
14.條件: 載荷不高的大渣油齒輪泵,如大型龍門(mén)刨渣油齒輪泵要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
15.條件: 低速、載荷不大,精密傳動(dòng)渣油齒輪泵.
要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50
16.條件: 精密傳動(dòng)、有一定耐磨性大渣油齒輪泵.
要求: 35CrMo 調(diào)質(zhì),HB255-302.
17.條件: 要求抗磨蝕性的計(jì)量泵渣油齒輪泵.
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.條件: 要求高耐磨性的鼓風(fēng)機(jī)渣油齒輪泵.
要求: 45 調(diào)質(zhì),尿素鹽浴軟氮化.
19.條件: 要求耐、保持間隙精度的25L油泵渣油齒輪泵。要求: 粉末治金(生產(chǎn)批量要大).
20.條件: 拖拉機(jī)后橋渣油齒輪泵(小模數(shù))、內(nèi)燃機(jī)車(chē)變速箱渣油齒輪泵(m6-m8).
要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結(jié)構(gòu)鋼)中頻淬火,回火,HRC50-55,或中頻加熱全部淬火.可獲得滲碳合金鋼的質(zhì)量,而工藝簡(jiǎn)化,材料便宜.
二、備注:
1.機(jī)床渣油齒輪泵按工作條件可分三組:
(1).低速:轉(zhuǎn)速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.
(2).中速:轉(zhuǎn)速2-6m/s,單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負(fù)荷不大.
(3).高速:轉(zhuǎn)速4-12m/s,彎曲力矩大,單位壓力200-700N/mm^2.
2.機(jī)床常用渣油齒輪泵材料及熱處理:
(1).45 淬火,高溫回火,HB200-250,用于圓周速度＜1m/s中等壓力,高頻淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、變形小的渣油齒輪泵.
(2).20Cr滲碳、淬火、低溫回火HRC56-62,用于高速、壓力、中等、并有沖擊的渣油齒輪泵.)s,s y3q1h6.cnk8
(3).40Cr 調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的渣油齒輪泵,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度、沖擊負(fù)荷不大的渣油齒輪泵.
(4)除上述條件外，如尚要求熱處理時(shí)變形小,則用高頻淬火、硬度HRC52-58.
3.汽車(chē)、拖拉機(jī)渣油齒輪泵的工作條件比機(jī)床渣油齒輪泵要繁重得多,要求耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面比機(jī)床渣油齒輪泵高.因此,一般是載荷重、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號(hào)以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火處理.拖拉機(jī)傳動(dòng)渣油齒輪泵的傳動(dòng)扭矩較大,齒面單位壓較高,密封性不好,砂土、灰土容易鉆入,工作條件比較差,常采用20CrNi3A等滲碳。
4.一般機(jī)械渣油齒輪泵常用的材料是45和40Cr，其熱處理方法選擇如下:
(1).整體淬火;強(qiáng)度、硬度(HRC50-55)提高,承載能力增大,但韌性減小,變形較大,淬火后須磨齒或研齒,只適用于載荷較大、無(wú)沖擊的渣油齒輪泵.應(yīng)用較少.
(2).調(diào)質(zhì):由于硬度低,韌性也好不太高,不能用于大沖擊載荷下工作,只適用于低速、中載的渣油齒輪泵,一對(duì)調(diào)質(zhì)渣油齒輪泵的小渣油齒輪泵面硬度要比大齒面硬度高出HB25-40.
(3).正火:受條件限制不適合淬火和調(diào)質(zhì)的大直徑渣油齒輪泵用.& ?; J' U: ~" ], \
(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機(jī)床渣油齒輪泵廣泛采用,直徑較大用火焰表面淬火.但對(duì)受較大沖擊載荷的渣油齒輪泵因其韌性不夠,須用低碳鋼(有沖擊、中小載荷)或低碳合金鋼(有沖擊、大載)滲碳.
軸類(lèi)熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求,
1.條件:
在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 2m/S,要求表面有較高在硬度的小軸,心軸.如機(jī)床走刀箱、變速箱小軸..
要求: 45、50,形狀復(fù)雜的軸用40Cr、42MnVB.調(diào)質(zhì),HB228-255,y3q1h6.cn軸頸處高頻淬火,HRC45-50
2.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 3m/S,要求硬度高、變形小,如中間帶傳動(dòng)裝置的小軸要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸高頻淬火,HRC45-50.
3.條件: υ周≥ 2m/S,大的彎曲載荷及摩擦條件下的小軸，如機(jī)床變速箱小軸。要求: 15、20、20Cr、20MnVB 滲碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
4.條件: 高載荷的花鍵軸,要求高強(qiáng)度和耐磨,變形小.
要求: 45 高頻加熱,水冷,低溫回火,HRC52-58.
5.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷,低速,精度要求不高,稍有沖擊,疲勞負(fù)荷可忽咯的主軸,或在滾動(dòng)軸承中工作,輕載,υ＜1m/s的次要花鍵軸.
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB225-255(如一般簡(jiǎn)易機(jī)床主軸),
6.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷轉(zhuǎn)速稍高.ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,沖擊,疲勞負(fù)荷不大.
要求: 45 正火或調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸或裝配部位表面淬火,HRC45-50.
7.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,中或重載,轉(zhuǎn)速較高ρυ≤400N.m/cm^2.S,精度較高,沖擊、疲勞負(fù)荷不大.
要求: 40Cr 調(diào)質(zhì),HB228-255或HB248-286,軸頸表面淬火,HRC≥54,裝配部位表面淬火HRC≥45.
8.條件: 其他同上,但轉(zhuǎn)速與精度要求比上例高,如磨床砂輪主軸.
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.7
9.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,中載、高速、心部強(qiáng)度要求不高,精度不太高,沖擊不大,但疲勞應(yīng)力較大,如磨床,重型渣油齒輪泵銑床等主軸.
要求: 20Cr 滲 碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
10.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,重載,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)沖擊,疲勞應(yīng)力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 滲碳 淬火 低溫回火HRC≥59.2 y3q1h6.cno
11.條件: 在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),重載,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲勞應(yīng)力,如高精度磨床鏜床主軸.5 F4 B"
要求: 38CrAlMoA 調(diào)質(zhì) 硬度HB248-286:軸頸滲氮,硬度HV≥900./ b7 o)
12.條件: 電動(dòng)機(jī)軸,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.條件: 水泵軸,要求足夠抗扭強(qiáng)度和防腐蝕.) Z4
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分別為HRC42及HRC48.0 h
14.條件: C616-416車(chē)床主軸,45號(hào)鋼
(1)承受交變彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,有時(shí)還受沖擊載荷.
(2)主軸大端內(nèi)錐孔和錐度處圓,經(jīng)常與卡盤(pán),頂針有相對(duì)摩擦.
(3)花鍵部分經(jīng)常磕碰或相對(duì)滑動(dòng)(4)在滾動(dòng)軸承中動(dòng)轉(zhuǎn),中速,中載.
要求:
(1)整體調(diào)質(zhì)后硬度HB200-230,金相組織為索氏體 .
(2)內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度HRC45-50,表面3-5mm風(fēng)金相組織為屈氏體和少量回火馬氏體.
(3)花鍵部分硬度HRC48-53,金相組織同上
15.條件: 躍進(jìn)-130型載重(2.5噸)
汽車(chē)半軸承受沖擊、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn),主要瞬時(shí)超載而扭斷,要求有足夠的抗彎、抗扭、抗疲勞強(qiáng)度和較好的韌性要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 調(diào)質(zhì)后中頻表面淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,靜扭矩6900N.m,疲勞≥30萬(wàn)次,估計(jì)壽命≥30萬(wàn)km金相組織: 索氏體+屈氏體(原用調(diào)質(zhì)加高頻淬火壽命僅為4萬(wàn)km)
二、備注:
1.(1-8)備注:
主軸與軸類(lèi)材料與熱處理選擇必須考慮受力大小、軸承類(lèi)型和主軸形狀及可能引起的熱處理缺陷.在滾動(dòng)軸承或軸頸上有軸套在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),軸頸不需特別高的硬度,可用45、45Cr,調(diào)質(zhì),HB220-250,50Mn,正火或調(diào)質(zhì)HRC28-35.在滑動(dòng)軸承中工作的軸承應(yīng)淬硬,可用15、20Cr,滲碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,軸頸處滲碳深度為
0.8-1mm.直徑或重量較大的主軸滲碳較困難,要求變形較小時(shí),可用45或40Cr在軸頸處作高頻淬火.高精度和高轉(zhuǎn)速(＞2000r/min)機(jī)床主軸尚須采用氮化鋼進(jìn)行滲氮處理,得到更高硬度.在重載下工作的大斷面主軸,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,滲碳,淬火,回火,HRC56-62.
2.(9)備注:
內(nèi)心強(qiáng)度不高,受力易扭曲變形表面硬度高,宜作高速低負(fù)荷主軸.熱處理變形較大.
3.(10)備注:
心部有較高的σb及αk值，表面有高的硬度及耐磨性.有熱處理變形.
4.(11)備注:
很高的心部強(qiáng)度,表面硬度極高,耐磨和變形量小.
5.(12)備注:
860-880℃正火
6.(13)備注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)備注:
加工和熱處理步驟:
下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精車(chē)外圓,鉆中心孔,精車(chē)外圓,銑鍵槽→錐孔及處圓錐局部淬火,260-300℃回火→車(chē)各空刀槽,粗磨處圓,滾銑花鍵槽→花鍵高頻淬火,240-260℃加火→精磨.
曲類(lèi)熱處理實(shí)例
一、工作條件:
1.內(nèi)燃機(jī)曲軸: 承受周期性變化的氣體壓力,曲柄連桿機(jī)械的慣性力,扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力以及沖擊力等.此外在高速內(nèi)燃機(jī)中還存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng),會(huì)造成很大應(yīng)力.
2.要求有高強(qiáng)度及一定的沖擊韌性、彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞強(qiáng)度,和軸頸處高的耐磨性.
二、材料與熱處理實(shí)例:
1.低速內(nèi)燃機(jī),采用正火狀態(tài)的碳鋼、球墨鑄鐵.
2.中速內(nèi)燃機(jī),采用調(diào)質(zhì)碳鋼或合金鋼,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及球墨鑄鐵。
3.高速內(nèi)燃機(jī),采用高強(qiáng)度合金鋼,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
4.以110型柴油機(jī)曲軸為例: QT60-2正火,中頻淬火,σb≥650N/mm^2,αk＞15N.m/mm^2,(試樣20×20×110mm),軸體HB240-300,軸頸HRC≥55,珠光體數(shù)量:試棒≥75%,曲軸≥70%.
蝸桿蝸輪熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 負(fù)荷不大,斷面較小的蝸桿要求: 45 調(diào)質(zhì),HB220-2506
2.條件: 有精度要求(螺紋磨出)而速度＜2m/s.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50)
3.條件: 滑動(dòng)速度較高,負(fù)荷較輕的中小尺寸蝸桿要求: 15 滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62
4.條件: 滑動(dòng)速度＞2m/s(較大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度為0.4的蝸桿,如立車(chē)中的主要蝸桿要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃滲碳,800-820℃油淬，180-200℃低溫回火，HRC56-62
5.條件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蝸桿要求: 18CrMnTi、20SiMnVB處理同上,HRC56-62
6.條件: 要求足夠耐磨性和硬度的蝸桿要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50% s1 R)
7.條件: 中載、要求高精度并與青銅蝸輪配合使用(熱處理后再加工絲扣)之蝸桿要求: 35CrMo調(diào)質(zhì), HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
8.條件: 要求高硬度和較小變形的蝸桿要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或調(diào)質(zhì)后氮,硬度HV＞850
9.條件: 汽車(chē)轉(zhuǎn)向蝸桿要求: 35Cr 815℃氰化、200℃回火,滲層深度0.35-0.40mm,表面銼力硬度,心部硬度＜HRC35
二、備注:
1.蝸輪材料與熱處理:
(1)圓周速度≥3m/s的重要傳動(dòng);錫磷青銅QSn10-1,QSn-10-
(2)圓周速度≤4m/s
(3)圓周速度≤2m/s,效率要求不高:鑄鐵防止蝸輪變形一般進(jìn)行時(shí)效處理
2.蝸桿材料與熱處理:
(1)高速重載:15、20Cr 滲碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,HRC45-50.
(2)不太重要或低載;40 45調(diào)質(zhì)
彈簧熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 形狀簡(jiǎn)單,斷面較小,受力不大的彈簧要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相應(yīng)的硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,HRC42
2.條件: 中等負(fù)荷的大型彈簧要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(農(nóng)機(jī)座位彈簧65Mn 淬火 回火 HB280-370
3.條件: 重負(fù)荷、高彈簧、高疲勞極限的大形板簧和螺旋彈簧要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.條件: 在多次交變負(fù)荷下工作的直徑8-10mm的卷簧要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.條件: 機(jī)車(chē)、車(chē)輛、煤水車(chē)或板彈簧要求: 55SiMn、60Si2MnHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽車(chē)板簧:55Si2Mn y3q1h6.cnHB363-441)
6.條件: 車(chē)輛及緩沖器螺旋彈簧、汽車(chē)張緊彈簧要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47或HB370-441
7.條件: 柴油泵柱塞彈簧、噴油嘴彈簧、農(nóng)用柴油機(jī)氣閥彈簧及中型、重型汽車(chē)的氣門(mén)彈簧和板彈簧要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
8.條件: 在高溫蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自來(lái)水管道彈簧和耐海水浸蝕的彈簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49 HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47- C
9.條件: 在酸堿介質(zhì)下工作的彈簧要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,繞卷后消除應(yīng)力,400℃回火60min,HB160-200
10.條件: 彈性擋圈
要求: 60Si2 400℃預(yù)熱,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二、備注
1.彈簧熱處理一般要求淬透,晶粒細(xì),殘余奧氏體少.脫碳層深度每邊應(yīng)符合:＜Φ6mm的鋼絲或鋼板,應(yīng)＜1.5%直徑或厚度;＞Φ6mm的鋼絲鋼板,應(yīng)＜1.0%直徑或厚度.
2.大型彈簧在熱狀態(tài)加工成型隨即淬火-回火,中型彈簧在冷態(tài)加工成型(原材料要求球化組織或大部分球化),再淬火-回火.小型彈簧用冷軋鋼帶、冷拉鋼絲等冷態(tài)加工成型后,低溫回火"
3.處理后可經(jīng)噴丸處理:
40-50N/cm^2的壓縮空氣或離心機(jī)70m/s的線速度,將Φ0.3-0.5mm(對(duì)于小零件、汽門(mén)彈簧、渣油齒輪泵等)、Φ0.6-0.8mm(對(duì)板簧、曲軸、半軸等)鑄鐵丸或淬硬鋼丸噴射到彈簧表面,強(qiáng)化表層,疲勞循環(huán)次數(shù)可提高8-13倍,壽命可提高2-2.5倍以上
機(jī)床絲杠熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: ≤級(jí)精度,受力不大,如各類(lèi)機(jī)床傳動(dòng)絲杠要求: 45、45Mn2 一般絲杠可用正火,≥HB170;受力較大的絲杠,調(diào)質(zhì),HB250;方頭,軸頸局部淬硬HRC421 z9 m
2.條件: ≥7級(jí)精度,受力不大,軸頸方頭等處均不需淬硬,如車(chē)床走刀絲杠要求: 45Mn易切削鋼和45 熱軋后σb=600-750N/mm^2,除應(yīng)力后HB170-207,金相組織:片狀珠光體+鐵素體
3.條件: 7-8級(jí)精度,受力較大,如各類(lèi)大型鏜床、立車(chē)、龍門(mén)銑和刨床等的走刀和傳動(dòng)絲杠要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)調(diào)質(zhì)HB220-250,σb≥850N/mm^2;方頭、軸頸局部淬硬HRC42,金相組織：均勻索氏體
4.條件: 8級(jí)精度,中等負(fù)荷,要求耐磨,如平面磨床,砂輪架升降絲杠與滾動(dòng)螺線嚙合要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì)y3q1h6.cnHB250,中頻表淬HRC54,, 調(diào)質(zhì)后基體組織:均勻索氏體+細(xì)狀珠光體
5.條件: ≥6級(jí)精度,要求具有一定耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,較高強(qiáng)度和較好的切削加工性,如絲杠車(chē)床,渣油齒輪泵機(jī)床、坐標(biāo)鏜床等的絲杠要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等級(jí)3-5級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),調(diào)質(zhì)HB201-229,金相組織;細(xì)粒狀珠光體
6.條件: ≥6級(jí)精度,要求抗腐蝕、較高的抗疲勞性和尺寸穩(wěn)定性.如樣板鏜床或其他特種機(jī)床精密絲杠.
要求: 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)HB280,滲氮HV850,調(diào)質(zhì)后基體組織,均勻的索氏體,滲氮前表面應(yīng)無(wú)脫碳層:
7.條件: ≥6級(jí)精度,要求耐耐磨、尺寸穩(wěn)定,但負(fù)荷不大,如螺紋磨床、渣油齒輪泵磨床等高精度傳動(dòng)絲杠(硬絲杠)
要求: 9Mn2V(直徑≤60mm)、CrWMn(直徑＞60mm),球化退火后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0.5,金相組織,回火馬氏體無(wú)殘余奧氏體存在)
8.條件: ≥6級(jí)精度,受點(diǎn)負(fù)荷的,如螺紋或渣油齒輪泵磨床、各類(lèi)數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠要求: GCr15(直徑≤70mm0)、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),HRC60-62,金相組織;回火馬氏體二、備注:
1.絲杠的選材與處理;
(1)絲杠的主要損壞形式,一般絲杠(≤7級(jí)精度)為彎曲及磨損;≥6級(jí)精度絲杠為磨損及精度喪失或螺距尺寸變化
(2)絲杠材料應(yīng)具有足夠的力學(xué)性能,優(yōu)良的加工性能,不易產(chǎn)生磨裂,能得到低的表面粗糙度和低的加工殘余內(nèi)應(yīng)力,熱處理后具有較高硬度,較少淬火變形和殘余奧氏體常用于不要求整體熱處理至高硬度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬絲杠材料,有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等,
(3)熱處理:
一般絲杠:正火(45鋼)或退火(40Cr),除應(yīng)力處理和低溫時(shí)效,調(diào)質(zhì)和軸頸、方頭高頻淬火與回火精密不淬硬絲杠: 除應(yīng)力處理低溫時(shí)效,球化退火,調(diào)質(zhì)球化,如遇原始組織不良等,還需先經(jīng)900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火處理后再球化退火,或直接調(diào)質(zhì)球化精密淬硬絲杠: 退火或高溫正火后退火,除應(yīng)力處理,淬火和低溫時(shí)效
2.考慮熱加工工藝性,絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
(1)結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單,避免各中溝槽、突變的臺(tái)階、銳角等,尤其是氮化絲杠更應(yīng)避免一切棱角
(2)絲杠一端應(yīng)留空刀槽.凸起臺(tái)階或吊裝螺釘孔,便于冷熱加工中吊掛用
(3)不應(yīng)有較大的凸階,以免除局部鐓粗的鍛造工序.
3.滾珠絲杠副的材料與熱處理:
(1)材料選用;滾珠絲杠;L≤2m、Φ40-80mm變形小、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用CrWMn整體淬火
汽車(chē)、拖拉機(jī)、配件熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求4 }.
1.條件; 推土機(jī)用銷(xiāo)套: 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 20Mn、25MbTiB 滲碳,二次淬火,低溫回火,HRC59,滲碳層深2.6-3.8mm
2.條件: 推土機(jī)履帶板: 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 40Mn2Si 調(diào)質(zhì),履帶齒中頻淬火或整體淬火,中頻回火,距齒頂淬硬層深30mm
3.條件: 推土機(jī)鏈軌節(jié) 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 50Mn、40MnVB 工作面中頻淬火,回火,淬硬層深6-10.4mm5
4.條件: 推土機(jī)支承輪 )
要求: 55SiMn、45MnB 滾動(dòng)面中頻淬火,回火,淬硬層深6.2-9.1mm
5.條件: 推土機(jī)驅(qū)動(dòng)輪要求: 45SiMn 輪齒中頻淬火,淬硬層深7.5mm:
6.條件: 活塞銷(xiāo): 受沖擊性的交變彎曲剪切應(yīng)力、磨損大.主要是磨損、斷裂要求: 20Cr 滲碳,淬火,低溫回火,HRC59(雙面)
7.條件: 刮板彈簧 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)用,要求在高溫下保持彈抗疲勞性能要求: 718耐熱合金 1050℃固溶處理,冷變形,690℃真空時(shí)效,8h(或620℃下8小時(shí),500℃下松馳8小時(shí))
8.條件: 受沖擊性迅速變化著的拉應(yīng)力和裝配時(shí)的預(yù)應(yīng)力作用,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,連桿螺栓折斷會(huì)引起嚴(yán)重事故,要求有足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性和杭疲勞能力要求: 40Cr調(diào)質(zhì),HRC31,不允許有塊狀鐵素體:下料→鍛造→退火或正火→加工→調(diào)質(zhì)(回火水冷防止第二類(lèi)火脆性→加工→裝配二、備注
1.＜Φ50mm、耐磨性高、承受較大壓力的6-8級(jí),絲杠用GCr15整體或中頻淬火)
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8級(jí)絲杠用GCr15SiMn整體或中頻淬火
3.≤Φ40mm、L≤2mm、變形小、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用9Mn2V、整淬,冰冷處理.
4.有防蝕要求特殊用途的絲杠用9Cr18,中頻加熱表面淬火.
礦山機(jī)械及其他零件
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 牙輪鉆頭 主要是磨壞要求: 20CrMo滲碳,淬火,低溫回火,HRC61,
2.條件: 輸煤機(jī)溜槽(原用16Mn鋼板,未處理,僅用3-6個(gè)月)
要求: 16Mn鋼板中頻淬火(壽命可提高一倍)
3.條件: 鐵鍬(原用低碳鋼固體滲碳淬火,回火,質(zhì)量很差)
要求: 低碳鋼 淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高:
4.條件: 石油鉆井提升系統(tǒng)用吊環(huán)(原用35鋼)、吊卡(原用40CrNi或35CrMo) 正火或調(diào)質(zhì),質(zhì)量差,笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
5.條件: 石油射孔槍 承受火藥爆炸大能量高溫瞬間沖擊,類(lèi)似于槍炮.主要是過(guò)量塑性變形引起開(kāi)裂要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,
6.條件: 煤礦用圓環(huán)牽引鏈,要求高抗拉強(qiáng)度和抗疲勞,主要是疲勞斷裂及加工時(shí)冷彎開(kāi)裂.
要求: 20MnV、25Mn2V 彎曲后閃光對(duì)焊,正火,880℃淬火,250℃回火獲得代碳馬氏體,預(yù)變形強(qiáng)化.
7.條件: 鑿巖機(jī)釬尾 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖杭力大,耐疲勞,主要是斷裂與凹陷要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,滲碳淬火→650℃回火,二次加熱260-280℃等溫淬火→螺紡部分滾壓強(qiáng)化
8.條件: 鑿巖機(jī)釬桿 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖抗力大,耐疲勞和磨損,主要是折斷與磨損要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液體滲碳2h,至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
9.條件: 中壓葉片油泵定子 要求槽口耐磨和抗彎曲性能好.主要是槽口磨損、折斷要求: 38CrMoAl 滲氮,HV900 調(diào)質(zhì)→粗車(chē)→去應(yīng)力→精車(chē)→滲氮
10.條件: 機(jī)床導(dǎo)軌 要求軌面耐磨和保持高精度.主要是磨損和精度喪失要求: HT200 HT300 表面電接觸加熱淬火,
11.條件: 化工用閥門(mén)、管件等腐蝕大的零件,要求抗腐蝕性高要求: 普通碳素鋼滲硅
12.條件: 鍋爐排污閥 主要是銹蝕,要求抗腐蝕性好要求; 45 滲硼
13.條件:
(1)1t蒸汽錘桿Φ120,L=2345mm 10t模鍛錘錘桿
(2)受較劇烈多次沖擊和疲勞應(yīng)力.主要是疲勞斷裂要求;
(1)45Cr 850℃淬火,10%鹽冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC402 o"
14.條件: 電耙耙斗、電鏟鏟斗的齒部:沖擊大、摩擦嚴(yán)重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韌處理,HB180-220(工作時(shí)在沖擊和壓力下HB450-550)
15.條件: Φ840及Φ650mm的礦車(chē)輪要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330:
二、備注:
1.L≤1m、變形小、耐磨性高的6-7級(jí)絲杠用20CrMoA,滲碳,淬火!
2.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、6-7級(jí)絲杠用40CrMoA,高頻或中頻淬火.
3.7-8級(jí)的絲杠用55、50Mn,高頻淬火.
4.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、5-6級(jí)精度的絲杠,38CrMoAlA或38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等滲碳鋼的
6.硬度要求 推薦HRC60±2,螺母取上限,當(dāng)絲杠L≥1.5<,或精度為5、6級(jí)時(shí),硬度可低一些,但須≥HRC56
7.采用表面熱處理的淬透層深度,磨削后,應(yīng)為:中頻處理＞2mm;高頻滲碳處理＞1mm;氮化處理＞0.4mm,7級(jí)精度以上的絲杠應(yīng)作消除殘余慶力的穩(wěn)定處理.
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 低速、輕載又不受沖擊要求: HT200 HT250 HT300 去應(yīng)力退火
2.條件: 低速(＜1m/s)、輕載,如車(chē)床溜板渣油齒輪泵等要求: 45 調(diào)質(zhì),HB200-250
3.條件: 低速、中載,如標(biāo)準(zhǔn)系列減速器渣油齒輪泵要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調(diào)質(zhì),HB220-250
4.條件: 低速、重載、無(wú)沖擊,如機(jī)床主軸箱渣油齒輪泵要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45
5.條件: 中速、中載,無(wú)猛烈沖擊,如機(jī)床主軸箱渣油齒輪泵要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 調(diào)質(zhì)或正火,感應(yīng)加熱表面淬火,低溫回火,時(shí)效,HRC50-55
6.條件: 中速、中載或低速、重載,如車(chē)床變速箱中的次要渣油齒輪泵要求: 45 高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無(wú)高頻設(shè)備時(shí),可采用快速加熱齒面淬火)
7.條件: 中速、重載要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中溫回火,HRC45-50.
8.條件: 高速、輕載或高速、中載,有沖擊的小渣油齒輪泵要求: 15、20、20Cr、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 滲氮,滲氮深度0.5mm,HV900
9.條件: 高速、中載,無(wú)猛烈沖擊,如機(jī)床主軸輪.
要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高頻淬火,HRC50-55.
10.條件: 高速、中載、有沖擊、外形復(fù)雜和重要渣油齒輪泵,如汽車(chē)變速箱渣油齒輪泵(20CrMnTi淬透性較高,過(guò)熱敏感性小,滲碳速度快,過(guò)渡層均勻,滲碳后直接淬火變形較小,正火后切削加工性良好,低溫沖擊韌性也較好)
要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火或滲碳后高頻淬火,HRC56-62.
18CrMnTi、20CrMnTi(鍛造→正火→加工渣油齒輪泵→局部鍍同→滲碳、預(yù)冷淬火、低溫回火→磨齒→噴丸)滲碳層深度1.2-1.6mm,渣油齒輪泵硬度
HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物.中心:索氏體+細(xì)珠光體
11.條件: 高速、重載、有沖擊、模數(shù)＜5
要求: 20Cr、20Mn2B 滲碳、淬火、低溫回火,HRG56-62.
12.條件: 高速、重載、或中載、模數(shù)＞6,要求高強(qiáng)度、高耐磨性,如立車(chē)重要螺旋錐渣油齒輪泵要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 滲碳、淬火、低溫回火,HRC56-62)
13.條件: 高速、重載、有沖擊、外形復(fù)雜的重要渣油齒輪泵,如高速柴油機(jī)、重型載重汽車(chē),航空發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備上的渣油齒輪泵.
要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(鍛造→退火→粗加工→去應(yīng)力→半精加工→滲碳→退火軟化→淬火→冷處理→低溫回火→精磨)滲碳層深度1.2-1.5mm,HRC59-62.4
14.條件: 載荷不高的大渣油齒輪泵,如大型龍門(mén)刨渣油齒輪泵要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241
15.條件: 低速、載荷不大,精密傳動(dòng)渣油齒輪泵.
要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50
16.條件: 精密傳動(dòng)、有一定耐磨性大渣油齒輪泵.
要求: 35CrMo 調(diào)質(zhì),HB255-302.
17.條件: 要求抗磨蝕性的計(jì)量泵渣油齒輪泵.
要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化
18.條件: 要求高耐磨性的鼓風(fēng)機(jī)渣油齒輪泵.
要求: 45 調(diào)質(zhì),尿素鹽浴軟氮化.
19.條件: 要求耐、保持間隙精度的25L油泵渣油齒輪泵。要求: 粉末治金(生產(chǎn)批量要大).
20.條件: 拖拉機(jī)后橋渣油齒輪泵(小模數(shù))、內(nèi)燃機(jī)車(chē)變速箱渣油齒輪泵(m6-m8).
要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結(jié)構(gòu)鋼)中頻淬火,回火,HRC50-55,或中頻加熱全部淬火.可獲得滲碳合金鋼的質(zhì)量,而工藝簡(jiǎn)化,材料便宜.
二、備注:
1.機(jī)床渣油齒輪泵按工作條件可分三組:
(1).低速:轉(zhuǎn)速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.
(2).中速:轉(zhuǎn)速2-6m/s,單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負(fù)荷不大.
(3).高速:轉(zhuǎn)速4-12m/s,彎曲力矩大,單位壓力200-700N/mm^2.
2.機(jī)床常用渣油齒輪泵材料及熱處理:
(1).45 淬火,高溫回火,HB200-250,用于圓周速度＜1m/s中等壓力,高頻淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、變形小的渣油齒輪泵.
(2).20Cr滲碳、淬火、低溫回火HRC56-62,用于高速、壓力、中等、并有沖擊的渣油齒輪泵.)s,s y3q1h6.cnk8
(3).40Cr 調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的渣油齒輪泵,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度、沖擊負(fù)荷不大的渣油齒輪泵.
(4)除上述條件外，如尚要求熱處理時(shí)變形小,則用高頻淬火、硬度HRC52-58.
3.汽車(chē)、拖拉機(jī)渣油齒輪泵的工作條件比機(jī)床渣油齒輪泵要繁重得多,要求耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面比機(jī)床渣油齒輪泵高.因此,一般是載荷重、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號(hào)以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火處理.拖拉機(jī)傳動(dòng)渣油齒輪泵的傳動(dòng)扭矩較大,齒面單位壓較高,密封性不好,砂土、灰土容易鉆入,工作條件比較差,常采用20CrNi3A等滲碳。
4.一般機(jī)械渣油齒輪泵常用的材料是45和40Cr，其熱處理方法選擇如下:
(1).整體淬火;強(qiáng)度、硬度(HRC50-55)提高,承載能力增大,但韌性減小,變形較大,淬火后須磨齒或研齒,只適用于載荷較大、無(wú)沖擊的渣油齒輪泵.應(yīng)用較少.
(2).調(diào)質(zhì):由于硬度低,韌性也好不太高,不能用于大沖擊載荷下工作,只適用于低速、中載的渣油齒輪泵,一對(duì)調(diào)質(zhì)渣油齒輪泵的小渣油齒輪泵面硬度要比大齒面硬度高出HB25-40.
(3).正火:受條件限制不適合淬火和調(diào)質(zhì)的大直徑渣油齒輪泵用.& ?; J' U: ~" ], \
(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機(jī)床渣油齒輪泵廣泛采用,直徑較大用火焰表面淬火.但對(duì)受較大沖擊載荷的渣油齒輪泵因其韌性不夠,須用低碳鋼(有沖擊、中小載荷)或低碳合金鋼(有沖擊、大載)滲碳.
軸類(lèi)熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求,
1.條件:
在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 2m/S,要求表面有較高在硬度的小軸,心軸.如機(jī)床走刀箱、變速箱小軸..
要求: 45、50,形狀復(fù)雜的軸用40Cr、42MnVB.調(diào)質(zhì),HB228-255,y3q1h6.cn軸頸處高頻淬火,HRC45-50
2.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,υ周＜ 3m/S,要求硬度高、變形小,如中間帶傳動(dòng)裝置的小軸要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸高頻淬火,HRC45-50.
3.條件: υ周≥ 2m/S,大的彎曲載荷及摩擦條件下的小軸，如機(jī)床變速箱小軸。要求: 15、20、20Cr、20MnVB 滲碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
4.條件: 高載荷的花鍵軸,要求高強(qiáng)度和耐磨,變形小.
要求: 45 高頻加熱,水冷,低溫回火,HRC52-58.
5.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷,低速,精度要求不高,稍有沖擊,疲勞負(fù)荷可忽咯的主軸,或在滾動(dòng)軸承中工作,輕載,υ＜1m/s的次要花鍵軸.
要求: 45 調(diào)質(zhì),HB225-255(如一般簡(jiǎn)易機(jī)床主軸),
6.條件: 在滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承中工作,輕或中等負(fù)荷轉(zhuǎn)速稍高.ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,沖擊,疲勞負(fù)荷不大.
要求: 45 正火或調(diào)質(zhì),HB228-255,軸頸或裝配部位表面淬火,HRC45-50.
7.條件: 在滑動(dòng)軸承中工作,中或重載,轉(zhuǎn)速較高ρυ≤400N.m/cm^2.S,精度較高,沖擊、疲勞負(fù)荷不大.
要求: 40Cr 調(diào)質(zhì),HB228-255或HB248-286,軸頸表面淬火,HRC≥54,裝配部位表面淬火HRC≥45.
8.條件: 其他同上,但轉(zhuǎn)速與精度要求比上例高,如磨床砂輪主軸.
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.7
9.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,中載、高速、心部強(qiáng)度要求不高,精度不太高,沖擊不大,但疲勞應(yīng)力較大,如磨床,重型渣油齒輪泵銑床等主軸.
要求: 20Cr 滲 碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.
10.條件: 在滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承中工作,重載,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)沖擊,疲勞應(yīng)力都很高.
要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 滲碳 淬火 低溫回火HRC≥59.2 y3q1h6.cno
11.條件: 在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),重載,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲勞應(yīng)力,如高精度磨床鏜床主軸.5 F4 B"
要求: 38CrAlMoA 調(diào)質(zhì) 硬度HB248-286:軸頸滲氮,硬度HV≥900./ b7 o)
12.條件: 電動(dòng)機(jī)軸,主要受扭.
要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
13.條件: 水泵軸,要求足夠抗扭強(qiáng)度和防腐蝕.) Z4
要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分別為HRC42及HRC48.0 h
14.條件: C616-416車(chē)床主軸,45號(hào)鋼
(1)承受交變彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,有時(shí)還受沖擊載荷.
(2)主軸大端內(nèi)錐孔和錐度處圓,經(jīng)常與卡盤(pán),頂針有相對(duì)摩擦.
(3)花鍵部分經(jīng)常磕碰或相對(duì)滑動(dòng)(4)在滾動(dòng)軸承中動(dòng)轉(zhuǎn),中速,中載.
要求:
(1)整體調(diào)質(zhì)后硬度HB200-230,金相組織為索氏體 .
(2)內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度HRC45-50,表面3-5mm風(fēng)金相組織為屈氏體和少量回火馬氏體.
(3)花鍵部分硬度HRC48-53,金相組織同上
15.條件: 躍進(jìn)-130型載重(2.5噸)
汽車(chē)半軸承受沖擊、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn),主要瞬時(shí)超載而扭斷,要求有足夠的抗彎、抗扭、抗疲勞強(qiáng)度和較好的韌性要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 調(diào)質(zhì)后中頻表面淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,靜扭矩6900N.m,疲勞≥30萬(wàn)次,估計(jì)壽命≥30萬(wàn)km金相組織: 索氏體+屈氏體(原用調(diào)質(zhì)加高頻淬火壽命僅為4萬(wàn)km)
二、備注:
1.(1-8)備注:
主軸與軸類(lèi)材料與熱處理選擇必須考慮受力大小、軸承類(lèi)型和主軸形狀及可能引起的熱處理缺陷.在滾動(dòng)軸承或軸頸上有軸套在滑動(dòng)軸承中回轉(zhuǎn),軸頸不需特別高的硬度,可用45、45Cr,調(diào)質(zhì),HB220-250,50Mn,正火或調(diào)質(zhì)HRC28-35.在滑動(dòng)軸承中工作的軸承應(yīng)淬硬,可用15、20Cr,滲碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,軸頸處滲碳深度為
0.8-1mm.直徑或重量較大的主軸滲碳較困難,要求變形較小時(shí),可用45或40Cr在軸頸處作高頻淬火.高精度和高轉(zhuǎn)速(＞2000r/min)機(jī)床主軸尚須采用氮化鋼進(jìn)行滲氮處理,得到更高硬度.在重載下工作的大斷面主軸,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,滲碳,淬火,回火,HRC56-62.
2.(9)備注:
內(nèi)心強(qiáng)度不高,受力易扭曲變形表面硬度高,宜作高速低負(fù)荷主軸.熱處理變形較大.
3.(10)備注:
心部有較高的σb及αk值，表面有高的硬度及耐磨性.有熱處理變形.
4.(11)備注:
很高的心部強(qiáng)度,表面硬度極高,耐磨和變形量小.
5.(12)備注:
860-880℃正火
6.(13)備注:
或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.
7.(14)備注:
加工和熱處理步驟:
下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精車(chē)外圓,鉆中心孔,精車(chē)外圓,銑鍵槽→錐孔及處圓錐局部淬火,260-300℃回火→車(chē)各空刀槽,粗磨處圓,滾銑花鍵槽→花鍵高頻淬火,240-260℃加火→精磨.
曲類(lèi)熱處理實(shí)例
一、工作條件:
1.內(nèi)燃機(jī)曲軸: 承受周期性變化的氣體壓力,曲柄連桿機(jī)械的慣性力,扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力以及沖擊力等.此外在高速內(nèi)燃機(jī)中還存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng),會(huì)造成很大應(yīng)力.
2.要求有高強(qiáng)度及一定的沖擊韌性、彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞強(qiáng)度,和軸頸處高的耐磨性.
二、材料與熱處理實(shí)例:
1.低速內(nèi)燃機(jī),采用正火狀態(tài)的碳鋼、球墨鑄鐵.
2.中速內(nèi)燃機(jī),采用調(diào)質(zhì)碳鋼或合金鋼,如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及球墨鑄鐵。
3.高速內(nèi)燃機(jī),采用高強(qiáng)度合金鋼,如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等.
4.以110型柴油機(jī)曲軸為例: QT60-2正火,中頻淬火,σb≥650N/mm^2,αk＞15N.m/mm^2,(試樣20×20×110mm),軸體HB240-300,軸頸HRC≥55,珠光體數(shù)量:試棒≥75%,曲軸≥70%.
蝸桿蝸輪熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 負(fù)荷不大,斷面較小的蝸桿要求: 45 調(diào)質(zhì),HB220-2506
2.條件: 有精度要求(螺紋磨出)而速度＜2m/s.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50)
3.條件: 滑動(dòng)速度較高,負(fù)荷較輕的中小尺寸蝸桿要求: 15 滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62
4.條件: 滑動(dòng)速度＞2m/s(較大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度為0.4的蝸桿,如立車(chē)中的主要蝸桿要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃滲碳,800-820℃油淬，180-200℃低溫回火，HRC56-62
5.條件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蝸桿要求: 18CrMnTi、20SiMnVB處理同上,HRC56-62
6.條件: 要求足夠耐磨性和硬度的蝸桿要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50% s1 R)
7.條件: 中載、要求高精度并與青銅蝸輪配合使用(熱處理后再加工絲扣)之蝸桿要求: 35CrMo調(diào)質(zhì), HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
8.條件: 要求高硬度和較小變形的蝸桿要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或調(diào)質(zhì)后氮,硬度HV＞850
9.條件: 汽車(chē)轉(zhuǎn)向蝸桿要求: 35Cr 815℃氰化、200℃回火,滲層深度0.35-0.40mm,表面銼力硬度,心部硬度＜HRC35
二、備注:
1.蝸輪材料與熱處理:
(1)圓周速度≥3m/s的重要傳動(dòng);錫磷青銅QSn10-1,QSn-10-
(2)圓周速度≤4m/s
(3)圓周速度≤2m/s,效率要求不高:鑄鐵防止蝸輪變形一般進(jìn)行時(shí)效處理
2.蝸桿材料與熱處理:
(1)高速重載:15、20Cr 滲碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,HRC45-50.
(2)不太重要或低載;40 45調(diào)質(zhì)
彈簧熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 形狀簡(jiǎn)單,斷面較小,受力不大的彈簧要求: 65 785-815℃油淬,300℃400℃、500℃。600℃回火，相應(yīng)的硬度HB512、HB430、HB369,75,780-800℃油或水淬,400-420℃回火,HRC42
2.條件: 中等負(fù)荷的大型彈簧要求: 60Si2MnA 65Mn 870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(農(nóng)機(jī)座位彈簧65Mn 淬火 回火 HB280-370
3.條件: 重負(fù)荷、高彈簧、高疲勞極限的大形板簧和螺旋彈簧要求: 50CrVA、60SiMnA 860℃油淬,475℃回火,HRC40-45
4.條件: 在多次交變負(fù)荷下工作的直徑8-10mm的卷簧要求: 50CrMnA 840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418
5.條件: 機(jī)車(chē)、車(chē)輛、煤水車(chē)或板彈簧要求: 55SiMn、60Si2MnHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽車(chē)板簧:55Si2Mn y3q1h6.cnHB363-441)
6.條件: 車(chē)輛及緩沖器螺旋彈簧、汽車(chē)張緊彈簧要求: 55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA 淬火,回火,HRC40-47或HB370-441
7.條件: 柴油泵柱塞彈簧、噴油嘴彈簧、農(nóng)用柴油機(jī)氣閥彈簧及中型、重型汽車(chē)的氣門(mén)彈簧和板彈簧要求: 50CrVA 淬火,回火,HRC40-47
8.條件: 在高溫蒸汽下工作的卷簧和扁簧,自來(lái)水管道彈簧和耐海水浸蝕的彈簧,Φ10-25mm
要求: 3Cr13 HRC39-46 4Cr13 HRC48-50 HRC48-49 HRC47-49 HRC37-40 HRC31-35 HRC33-47- C
9.條件: 在酸堿介質(zhì)下工作的彈簧要求: 2Cr18Ni9 1100-1150℃水淬,繞卷后消除應(yīng)力,400℃回火60min,HB160-200
10.條件: 彈性擋圈
要求: 60Si2 400℃預(yù)熱,860℃油淬,430℃回火空冷,HRC40-45.
二、備注
1.彈簧熱處理一般要求淬透,晶粒細(xì),殘余奧氏體少.脫碳層深度每邊應(yīng)符合:＜Φ6mm的鋼絲或鋼板,應(yīng)＜1.5%直徑或厚度;＞Φ6mm的鋼絲鋼板,應(yīng)＜1.0%直徑或厚度.
2.大型彈簧在熱狀態(tài)加工成型隨即淬火-回火,中型彈簧在冷態(tài)加工成型(原材料要求球化組織或大部分球化),再淬火-回火.小型彈簧用冷軋鋼帶、冷拉鋼絲等冷態(tài)加工成型后,低溫回火"
3.處理后可經(jīng)噴丸處理:
40-50N/cm^2的壓縮空氣或離心機(jī)70m/s的線速度,將Φ0.3-0.5mm(對(duì)于小零件、汽門(mén)彈簧、渣油齒輪泵等)、Φ0.6-0.8mm(對(duì)板簧、曲軸、半軸等)鑄鐵丸或淬硬鋼丸噴射到彈簧表面,強(qiáng)化表層,疲勞循環(huán)次數(shù)可提高8-13倍,壽命可提高2-2.5倍以上
機(jī)床絲杠熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: ≤級(jí)精度,受力不大,如各類(lèi)機(jī)床傳動(dòng)絲杠要求: 45、45Mn2 一般絲杠可用正火,≥HB170;受力較大的絲杠,調(diào)質(zhì),HB250;方頭,軸頸局部淬硬HRC421 z9 m
2.條件: ≥7級(jí)精度,受力不大,軸頸方頭等處均不需淬硬,如車(chē)床走刀絲杠要求: 45Mn易切削鋼和45 熱軋后σb=600-750N/mm^2,除應(yīng)力后HB170-207,金相組織:片狀珠光體+鐵素體
3.條件: 7-8級(jí)精度,受力較大,如各類(lèi)大型鏜床、立車(chē)、龍門(mén)銑和刨床等的走刀和傳動(dòng)絲杠要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)調(diào)質(zhì)HB220-250,σb≥850N/mm^2;方頭、軸頸局部淬硬HRC42,金相組織：均勻索氏體
4.條件: 8級(jí)精度,中等負(fù)荷,要求耐磨,如平面磨床,砂輪架升降絲杠與滾動(dòng)螺線嚙合要求: 40Cr、42MnVB 調(diào)質(zhì)y3q1h6.cnHB250,中頻表淬HRC54,, 調(diào)質(zhì)后基體組織:均勻索氏體+細(xì)狀珠光體
5.條件: ≥6級(jí)精度,要求具有一定耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,較高強(qiáng)度和較好的切削加工性,如絲杠車(chē)床,渣油齒輪泵機(jī)床、坐標(biāo)鏜床等的絲杠要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等級(jí)3-5級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),調(diào)質(zhì)HB201-229,金相組織;細(xì)粒狀珠光體
6.條件: ≥6級(jí)精度,要求抗腐蝕、較高的抗疲勞性和尺寸穩(wěn)定性.如樣板鏜床或其他特種機(jī)床精密絲杠.
要求: 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)HB280,滲氮HV850,調(diào)質(zhì)后基體組織,均勻的索氏體,滲氮前表面應(yīng)無(wú)脫碳層:
7.條件: ≥6級(jí)精度,要求耐耐磨、尺寸穩(wěn)定,但負(fù)荷不大,如螺紋磨床、渣油齒輪泵磨床等高精度傳動(dòng)絲杠(硬絲杠)
要求: 9Mn2V(直徑≤60mm)、CrWMn(直徑＞60mm),球化退火后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0.5,金相組織,回火馬氏體無(wú)殘余奧氏體存在)
8.條件: ≥6級(jí)精度,受點(diǎn)負(fù)荷的,如螺紋或渣油齒輪泵磨床、各類(lèi)數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠要求: GCr15(直徑≤70mm0)、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火后,球狀珠光體1.5-4級(jí),網(wǎng)狀碳化物≤3級(jí),HRC60-62,金相組織;回火馬氏體二、備注:
1.絲杠的選材與處理;
(1)絲杠的主要損壞形式,一般絲杠(≤7級(jí)精度)為彎曲及磨損;≥6級(jí)精度絲杠為磨損及精度喪失或螺距尺寸變化
(2)絲杠材料應(yīng)具有足夠的力學(xué)性能,優(yōu)良的加工性能,不易產(chǎn)生磨裂,能得到低的表面粗糙度和低的加工殘余內(nèi)應(yīng)力,熱處理后具有較高硬度,較少淬火變形和殘余奧氏體常用于不要求整體熱處理至高硬度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬絲杠材料,有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等,
(3)熱處理:
一般絲杠:正火(45鋼)或退火(40Cr),除應(yīng)力處理和低溫時(shí)效,調(diào)質(zhì)和軸頸、方頭高頻淬火與回火精密不淬硬絲杠: 除應(yīng)力處理低溫時(shí)效,球化退火,調(diào)質(zhì)球化,如遇原始組織不良等,還需先經(jīng)900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火處理后再球化退火,或直接調(diào)質(zhì)球化精密淬硬絲杠: 退火或高溫正火后退火,除應(yīng)力處理,淬火和低溫時(shí)效
2.考慮熱加工工藝性,絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
(1)結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單,避免各中溝槽、突變的臺(tái)階、銳角等,尤其是氮化絲杠更應(yīng)避免一切棱角
(2)絲杠一端應(yīng)留空刀槽.凸起臺(tái)階或吊裝螺釘孔,便于冷熱加工中吊掛用
(3)不應(yīng)有較大的凸階,以免除局部鐓粗的鍛造工序.
3.滾珠絲杠副的材料與熱處理:
(1)材料選用;滾珠絲杠;L≤2m、Φ40-80mm變形小、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用CrWMn整體淬火
汽車(chē)、拖拉機(jī)、配件熱處理實(shí)例
一、工作條件以及材料與熱處理要求4 }.
1.條件; 推土機(jī)用銷(xiāo)套: 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 20Mn、25MbTiB 滲碳,二次淬火,低溫回火,HRC59,滲碳層深2.6-3.8mm
2.條件: 推土機(jī)履帶板: 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 40Mn2Si 調(diào)質(zhì),履帶齒中頻淬火或整體淬火,中頻回火,距齒頂淬硬層深30mm
3.條件: 推土機(jī)鏈軌節(jié) 承受重載、大沖擊和嚴(yán)重磨損要求: 50Mn、40MnVB 工作面中頻淬火,回火,淬硬層深6-10.4mm5
4.條件: 推土機(jī)支承輪 )
要求: 55SiMn、45MnB 滾動(dòng)面中頻淬火,回火,淬硬層深6.2-9.1mm
5.條件: 推土機(jī)驅(qū)動(dòng)輪要求: 45SiMn 輪齒中頻淬火,淬硬層深7.5mm:
6.條件: 活塞銷(xiāo): 受沖擊性的交變彎曲剪切應(yīng)力、磨損大.主要是磨損、斷裂要求: 20Cr 滲碳,淬火,低溫回火,HRC59(雙面)
7.條件: 刮板彈簧 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)用,要求在高溫下保持彈抗疲勞性能要求: 718耐熱合金 1050℃固溶處理,冷變形,690℃真空時(shí)效,8h(或620℃下8小時(shí),500℃下松馳8小時(shí))
8.條件: 受沖擊性迅速變化著的拉應(yīng)力和裝配時(shí)的預(yù)應(yīng)力作用,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,連桿螺栓折斷會(huì)引起嚴(yán)重事故,要求有足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性和杭疲勞能力要求: 40Cr調(diào)質(zhì),HRC31,不允許有塊狀鐵素體:下料→鍛造→退火或正火→加工→調(diào)質(zhì)(回火水冷防止第二類(lèi)火脆性→加工→裝配二、備注
1.＜Φ50mm、耐磨性高、承受較大壓力的6-8級(jí),絲杠用GCr15整體或中頻淬火)
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8級(jí)絲杠用GCr15SiMn整體或中頻淬火
3.≤Φ40mm、L≤2mm、變形小、耐磨性高的6-8級(jí)絲杠用9Mn2V、整淬,冰冷處理.
4.有防蝕要求特殊用途的絲杠用9Cr18,中頻加熱表面淬火.
礦山機(jī)械及其他零件
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: 牙輪鉆頭 主要是磨壞要求: 20CrMo滲碳,淬火,低溫回火,HRC61,
2.條件: 輸煤機(jī)溜槽(原用16Mn鋼板,未處理,僅用3-6個(gè)月)
要求: 16Mn鋼板中頻淬火(壽命可提高一倍)
3.條件: 鐵鍬(原用低碳鋼固體滲碳淬火,回火,質(zhì)量很差)
要求: 低碳鋼 淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高:
4.條件: 石油鉆井提升系統(tǒng)用吊環(huán)(原用35鋼)、吊卡(原用40CrNi或35CrMo) 正火或調(diào)質(zhì),質(zhì)量差,笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,質(zhì)量大大提高
5.條件: 石油射孔槍 承受火藥爆炸大能量高溫瞬間沖擊,類(lèi)似于槍炮.主要是過(guò)量塑性變形引起開(kāi)裂要求: 20SiMn2MoVA淬火,低溫回火,得低碳馬氏體,
6.條件: 煤礦用圓環(huán)牽引鏈,要求高抗拉強(qiáng)度和抗疲勞,主要是疲勞斷裂及加工時(shí)冷彎開(kāi)裂.
要求: 20MnV、25Mn2V 彎曲后閃光對(duì)焊,正火,880℃淬火,250℃回火獲得代碳馬氏體,預(yù)變形強(qiáng)化.
7.條件: 鑿巖機(jī)釬尾 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖杭力大,耐疲勞,主要是斷裂與凹陷要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56,滲碳淬火→650℃回火,二次加熱260-280℃等溫淬火→螺紡部分滾壓強(qiáng)化
8.條件: 鑿巖機(jī)釬桿 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴(yán)重,要求多沖抗力大,耐疲勞和磨損,主要是折斷與磨損要求: 30SiMnMoV HRC59,900-920℃下用 "603"液體滲碳2h,至880℃空冷25-30s,油冷,230回火3h
9.條件: 中壓葉片油泵定子 要求槽口耐磨和抗彎曲性能好.主要是槽口磨損、折斷要求: 38CrMoAl 滲氮,HV900 調(diào)質(zhì)→粗車(chē)→去應(yīng)力→精車(chē)→滲氮
10.條件: 機(jī)床導(dǎo)軌 要求軌面耐磨和保持高精度.主要是磨損和精度喪失要求: HT200 HT300 表面電接觸加熱淬火,
11.條件: 化工用閥門(mén)、管件等腐蝕大的零件,要求抗腐蝕性高要求: 普通碳素鋼滲硅
12.條件: 鍋爐排污閥 主要是銹蝕,要求抗腐蝕性好要求; 45 滲硼
13.條件:
(1)1t蒸汽錘桿Φ120,L=2345mm 10t模鍛錘錘桿
(2)受較劇烈多次沖擊和疲勞應(yīng)力.主要是疲勞斷裂要求;
(1)45Cr 850℃淬火,10%鹽冷,450℃回火,HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬,450-480℃回火,HRC402 o"
14.條件: 電耙耙斗、電鏟鏟斗的齒部:沖擊大、摩擦嚴(yán)重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韌處理,HB180-220(工作時(shí)在沖擊和壓力下HB450-550)
15.條件: Φ840及Φ650mm的礦車(chē)輪要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330:
二、備注:
1.L≤1m、變形小、耐磨性高的6-7級(jí)絲杠用20CrMoA,滲碳,淬火!
2.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、6-7級(jí)絲杠用40CrMoA,高頻或中頻淬火.
3.7-8級(jí)的絲杠用55、50Mn,高頻淬火.
4.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、5-6級(jí)精度的絲杠,38CrMoAlA或38CrWVAl,氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi,也有用18CrMn Ti 12CrNiA等滲碳鋼的
6.硬度要求 推薦HRC60±2,螺母取上限,當(dāng)絲杠L≥1.5<,或精度為5、6級(jí)時(shí),硬度可低一些,但須≥HRC56
7.采用表面熱處理的淬透層深度,磨削后,應(yīng)為:中頻處理＞2mm;高頻滲碳處理＞1mm;氮化處理＞0.4mm,7級(jí)精度以上的絲杠應(yīng)作消除殘余慶力的穩(wěn)定處理.
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