齒輪熱處理實例: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:HT200HT250HT300去應(yīng)力退火

2.條件:低速(＜1m/s)、輕載,如車床溜板齒輪等

要求:45調(diào)質(zhì),HB200-250

3.條件:低速、中載,如標準系列減速器齒輪

要求:4540Cr40MnB(5042MnVB)調(diào)質(zhì),HB220-250

4.條件:低速、重載、無沖擊,如機床主軸箱齒輪

要求:40Cr(42MnVB)淬火中溫回火HRC40-45

5.條件:中速、中載,無猛烈沖擊,如機床主軸箱齒輪

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,時效,HRC50-55

6.條件:中速、中載或低速、重載,如車床變速箱中的次要齒輪

要求:45高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無高頻設(shè)備時,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,有沖擊的小齒輪

要求:15、20、20Cr、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl38CrMoAl滲氮,滲氮深度0.5mm,HV900

9.條件:高速、中載,無猛烈沖擊,如機床主軸輪.

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)雜和重要齒輪,如汽車變速箱齒輪(20CrMnTi淬透性較高,過熱敏感性小,滲碳速度快,過渡層均勻,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→加工齒輪→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,齒輪硬度

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,要求高強度、高耐磨性,如立車重要螺旋錐齒輪

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)雜的重要齒輪,如高速柴油機、重型載重汽車,航空發(fā)動機等設(shè)備上的齒輪.

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.

14.條件:載荷不高的大齒輪,如大型龍門刨齒輪

要求:50Mn2、50、65Mn淬火,空冷,HB≤241

15.條件:低速、載荷不大,精密傳動齒輪.

要求:35CrMO淬火,低溫回火,HRC45-50

16.條件:精密傳動、有一定耐磨性大齒輪.

要求:35CrMo調(diào)質(zhì),HB255-302.

17.條件:要求抗磨蝕性的計量泵齒輪.

要求:9Cr16Mo3VRE沉淀硬化

18.條件:要求高耐磨性的鼓風(fēng)機齒輪.

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油泵齒輪。

要求:粉末治金(生產(chǎn)批量要大).

20.條件:拖拉機后橋齒輪(小模數(shù))、內(nèi)燃機車變速箱齒輪(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,而工藝簡化,材料便宜.

二、備注:

1.機床齒輪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.機床常用齒輪材料及熱處理:

(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、變形小的齒輪.

(2).20Cr滲碳、淬火、低溫回火HRC56-62,用于高速、壓力、中等、并有沖擊的齒輪.

(3).40Cr調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的齒輪,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度、沖擊負荷不大的齒輪.

(4)除上述條件外，如尚要求熱處理時變形小,則用高頻淬火、

硬度HRC52-58.

3.汽車、拖拉機齒輪的工作條件比機床齒輪要繁重得多,要求耐磨性、疲勞強度、心部強度和沖擊韌性等方面比機床齒輪高.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.拖拉機最終傳動齒輪的傳動扭矩較大,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。

4.一般機械齒輪最常用的材料是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、無沖擊的齒輪.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、中載的齒輪,一對調(diào)質(zhì)齒輪的小齒輪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)的大直徑齒輪用.

(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機床齒輪廣泛采用,直徑較大用火焰表面淬火.但對受較大沖擊載荷的齒輪因其韌性不夠,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.軸類熱處理實例工作條件以及材料與熱處理要求

1.條件:

在滑動軸承中工作,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,軸頸處高頻淬火,HRC45-50

2.條件:在滑動軸承中工作,υ周＜3m/S,要求硬度高、變形小,如中間帶傳動裝置的小軸

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:在滾動或滑動軸承中工作,輕或中等負荷,低速,精度要求不高,稍有沖擊,疲勞負荷可忽咯的主軸,或在滾動軸承中工作,輕載,υ＜1m/s的次要花鍵軸.

要求:45調(diào)質(zhì),HB225-255(如一般簡易機床主軸)

6.條件:在滾動或滑動軸承中工作,輕或中等負荷轉(zhuǎn)速稍高.ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,沖擊,疲勞負荷不大.

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.

9.條件:在滑動或滾動軸承中工作,中載、高速、心部強度要求不高,精度不太高,沖擊不大,但疲勞應(yīng)力較大,如磨床,重型齒輪銑床等主軸.

要求:20Cr滲碳,淬火,低溫回火,HRC58-62.

10.條件:在滑動或滾動軸承中工作,重載,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)沖擊,疲勞應(yīng)力都很高.

要求:18CrMnTi20Mn2B20CrMnMoVA滲碳淬火低溫回火HRC≥59.

11.條件:在滑動軸承中回轉(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.

要求:38CrAlMoA調(diào)質(zhì)硬度HB248-286:軸頸滲氮,硬度HV≥900.

12.條件:電動機軸,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,要求足夠抗扭強度和防腐蝕.

要求:3Cr13及4Cr131000-1050℃油液,硬度分別為HRC42及HRC48.

14.條件:C616-416車床主軸,45號鋼

(1)承受交變彎曲應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,有時還受沖擊載荷.

(2)主軸大端內(nèi)錐孔和錐度處圓,經(jīng)常與卡盤,頂針有相對摩擦.

(3)花鍵部分經(jīng)?？呐龌蛳鄬瑒?4)在滾動軸承中動轉(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-130型載重(2.5噸)

汽車半軸承受沖擊、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn),主要瞬時超載而扭斷,要求有足夠的抗彎、抗扭、抗疲勞強度和較好的韌性

要求:40Cr35CrMo42CrMo40CrMnMo40Cr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≥30萬次,估計壽命≥30萬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km)

二、備注:

1.(1-8)備注:

主軸與軸類材料與熱處理選擇必須考慮受力大小、軸承類型和主軸形狀及可能引起的熱處理缺陷.在滾動軸承或軸頸上有軸套在滑動軸承中回轉(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,可用45或40Cr在軸頸處作高頻淬火.高精度和高轉(zhuǎn)速(＞2000r/min)機床主軸尚須采用氮化鋼進行滲氮處理,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)心強度不高,受力易扭曲變形表面硬度高,宜作高速低負荷主軸.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1Cr131100℃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)→半精車外圓,鉆中心孔,精車外圓,銑鍵槽→錐孔及處圓錐局部淬火,260-300℃回火→車各空刀槽,粗磨處圓,滾銑花鍵槽→花鍵高頻淬火,240-260℃加火→精磨.舉曲盯類難熱紋處圖理炮實酒例丙一最、拖工儲作撕條既件歸:

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1.條件:形狀簡單,斷面較小,受力不大的彈簧

要求:65785-815℃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,HRC42-48.

2.條件:中等負荷的大型彈簧

要求:60Si2MnA65Mn870℃油淬,460℃回火,HRC40-45(農(nóng)機座位彈簧65Mn淬火回火HB280-370)

3.條件:重負荷、高彈簧、高疲勞極限的大形板簧和螺旋彈簧

要求:50CrVA、60SiMnA860℃油淬,475℃回火,HRC40-45

4.條件:在多次交變負荷下工作的直徑8-10mm的卷簧

要求:50CrMnA840-870℃油淬,450-480℃回火,HB387-418

5.條件:機車、車輛、煤水車或板彈簧

要求:55SiMn、60Si2MnHRC39-45(hb363-432)(解放牌汽車板簧:55Si2MnHB363-441)

6.條件:車輛及緩沖器螺旋彈簧、汽車張緊彈簧

要求:55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2CrA淬火,回火,HRC40-47或HB370-441

7.條件:叢柴勝油買泵誤柱玻塞罪彈暫簧杜、胡噴分油饞嘴顏彈劉簧觀、縱農(nóng)猜用挪柴脈油襪機補氣冠閥選彈季簧幻及腿中撇型慈、某重奸型孫汽己車循的切氣昌門選彈遲簧目和涼板捧彈鋤簧

鄭要呢求傘:擦道5膠0茶C星r奧V對A狐依淬萌火臘,截回核火短,閑H宇R糾C接4許0烈-艦4比7

涌8慮.臟條繡件臣:屢慨在簽高國溫式蒸枯汽帥下交工歐作甲的犬卷桐簧唐和輝扁循簧乏,蝦自臟來蹈水爺管練道鍛彈咽簧珠和仿耐疫海集水吵浸偽蝕莊的崇彈螞簧孔,樹Φ纏1壞0刷-兆2故5漠m逮m

連要進求諒:掉編3崇C波r鄙1導(dǎo)3灣納H司R商C辱3密9勻-納4姜6捉味4渴C誕r姨1懼3崖駐H虜R紅C營4助8奉-慢5冊0嫌井H球R澆C暗4掘8斥-旬4田9檔湊H歪R安C秒4筐7奶-殿4被9響

變H耀R案C傭3催7媽-怠4津0黑株H影R敬C頑3揪1遲-克3單5碑踩H鏡R山C顏3些3修-描4趙7

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魚二粘、色備上注

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1.條件:≤級精度,受力不大,如各類機床傳動絲杠

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HRC42

2.條件:≥7級精度,受力不大,軸頸方頭等處均不需淬硬,如車床走刀絲杠

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級精度,受力較大,如各類大型鏜床、立車、龍門銑和刨床等的走刀和傳動絲杠

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級精度,中等負荷,要求耐磨,如平面磨床,砂輪架升降絲杠與滾動螺線嚙合

要求:40Cr、42MnVB調(diào)質(zhì)HB250,中頻表淬HRC54,,調(diào)質(zhì)后基體組織:均勻索氏體+細狀珠光體

5.條件:≥6級精度,要求具有一定耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,較高強度和較好的切削加工性,如絲杠車床,齒輪機床、坐標鏜床等的絲杠

要求:T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等級3-5級,網(wǎng)狀碳化物≤3級,調(diào)質(zhì)HB201-229,金相組織;細粒狀珠光體

6.條件:≥6級精度,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)無脫碳層

7.條件:≥6級精度,要求耐耐磨、尺寸穩(wěn)定,但負荷不大,如螺紋磨床、齒輪磨床等高精度傳動絲杠(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,網(wǎng)狀碳化物≤3級,硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0.5,金相組織,回火馬氏體無殘余奧氏體存在

8.條件:≥6級精度,受點負荷的,如螺紋或齒輪磨床、各類數(shù)控機床的滾珠絲杠

要求:GCr15(直徑≤70mm0)、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火后,球狀珠光體1.5-4級,網(wǎng)狀碳化物≤3級,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級精度)為彎曲及磨損;≥6級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,最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,淬火和低溫時效

2.考慮熱加工工藝性,絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)

計注意事項:

(1)結(jié)構(gòu)盡可能簡單,避免各中溝槽、突變的臺階、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級絲杠用CrWMn整體淬火汽車、拖拉機、配件熱處理實例一、工作條件以及材料與熱處理要求1.條件;推土機用銷套:承受重載、大沖擊和嚴重磨損

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:推土機履帶板:承受重載、大沖擊和嚴重磨損

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:推土機鏈軌節(jié)承受重載、大沖擊和嚴重磨損

要求:50Mn、40MnVB工作面中頻淬火,回火,淬硬層深6-10.4mm

4.條件:推土機支承輪

要求:55SiMn、45MnB滾動面中頻淬火,回火,淬硬層深6.2-9.1mm

5.條件:推土機驅(qū)動輪

要求:45SiMn輪齒中頻淬火,淬硬層深7.5mm

6.條件:活塞銷: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)動機用,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℃真空時效,8h(或620℃下8小時,500℃下松馳8小時)

8.條件:受沖擊性迅速變化著的拉應(yīng)力和裝配時的預(yù)應(yīng)力作用,在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中,連桿螺栓折斷會引起嚴重事故,要求有足夠的強度、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,絲杠用GCr15整體或中頻淬火

2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8級絲杠用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:輸煤機溜槽(原用16Mn鋼板,未處理,僅用3-6個月)

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,