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轴类热处理实例
+ a9 e8 j- T1 U; H- x" ?一、工作条件以及材料与热处理要求 T* n) G2 \# ?" C ^/ d
1.条件:# a+ m8 H4 y+ q, d! Y; `% y
在滑动轴承中工作,υ周< 2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.
) R* N V: Z, J8 Y: W如机床走刀箱、变速箱小轴..
, j! E9 {. Z0 j6 O8 p9 b4 S( x
7 l1 Z4 h% W, H; u6 r+ N要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴
9 a& U" e" U, e* g% X颈处高频淬火,HRC45-50
2 q7 d D l5 Y" U; i; B4 E l7 u3 k" m& O9 U* T+ c& I" t5 N
2.条件: 在滑动轴承中工作,2 x- m W7 Y8 L# R6 S5 K* Y- f
υ周< 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴
$ a" G* u2 \2 Y9 `% P! C& F8 e& y2 h+ W+ W/ A' J' i) e
要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.3 Y4 P/ s: ?9 N3 j" L
1 G3 I+ d- x: v, D
3.条件: υ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。
6 }. K$ U. d" c1 R3 Z( e
: g) v, r4 | n" L9 R5 Y5 T. @; K0 [要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.1 P, x% `3 U3 K5 x" y8 `
+ X' F4 K) P! m3 V) O4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小." ]: x! p/ ]5 w" F; O8 u9 H6 `
4 I& K8 u+ `3 `6 u, }% l要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58., m7 o# M& n* u$ Z) E' {2 D. B
0 Y$ G( K. p/ x& S5.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,+ [" U ^7 t" J" l
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,
9 {& J) ]8 Z9 g4 G B; b+ b3 fυ<1m/s的次要花键轴.
: `+ ^2 x2 |% w* Y/ @" `, _" n2 {* K- R' T! K7 j5 p
要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)
1 ?* I/ |2 d- }* v" z' ]
4 t' M! V% W( T5 i# s: z6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.
- v8 a j! J% W4 Qρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.
+ K8 h% u# P3 E# k& C
+ i# X4 G% A8 [( [, ?% V要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.
5 u- G, y5 k8 X! q9 g9 x# `6 @) u& P4 U# E) i
7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,# a* m& u" H( w4 T, v
精度较高,冲击、疲劳负荷不大.
2 k( T1 \: M/ A" a" L' u& P6 @
% K; _; w& A e6 U, J) q, s要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,$ O" T: J6 g. o) o, d/ K
装配部位表面淬火HRC≥45.4 \( f! |' g4 r/ g+ g* H1 E2 d
# R+ m3 O6 O; A
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.
1 v2 T6 q \9 [% ?! f# `3 M/ P# O) o/ {3 @2 P* L, l. y
要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.1 L# }$ Q/ L# p) A& o
+ U6 a1 ^+ W, ~
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
: V3 M/ \+ E6 f, {! o0 ]! n% u6 K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.
5 B7 Z0 t; N' z5 }4 d# Z5 Q
) N) M4 c8 u: G要求: 20Cr 渗 碳,淬火,低温回火,HRC58-62., Z! ]& ^6 o0 v6 e6 z4 N. n
4 j4 c# r K" u+ O10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)7 Y) x+ g- e- h- _0 D& M1 O
冲击,疲劳应力都很高." H z m0 z# Y
o' }" B& s& p# D要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳 淬火 低温回$ f& F1 h+ m5 A' G
火HRC≥59.
, [& y3 _& a. y [( u; |2 n8 T/ {/ |/ H7 X8 z8 Y; a
11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲7 [3 c C8 z# e- k8 ~9 `
劳应力,如高精度磨床镗床主轴.0 ?# R. Z, p& k& h" V1 z
7 z2 T) a+ Z/ U
要求: 38CrAlMoA 调质 硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.' B* F8 i$ Z( W" r2 ~8 I
9 { E8 c* g# e* c
12.条件: 电动机轴,主要受扭.$ l2 f% h) d5 g
) O, {$ o- ?! I$ y要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.
4 q5 F; W+ Z# ~ a P; A. p8 q. t8 R7 e- W
13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.* W. }* C2 U5 C7 T+ u) Z7 a d
2 @: V, p& U6 ^+ V要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.
8 z6 n! ]. u; O) D7 O' A
0 h( r, _& w2 }* R14.条件: C616-416车床主轴,45号钢
* c" e5 I# r2 g- X(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.
2 t* ]: b- Z8 b( n(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.) Y8 m2 L3 p: G/ @
(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.
4 S2 ]0 a3 N) W/ C要求:
1 B2 U& ^/ u9 j1 C! p/ z(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .* v% [ T, c8 x; }, I T
(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.' }5 v1 B+ \, Q
(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上. i( t. c5 J# \; P9 W
9 I' D- ]1 f, R {7 t& p, ^9 w15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)- ^. }& [0 r/ M- o4 h3 |
汽车半轴$ L# ?- {& A2 l: S4 A! Z
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
J$ r1 O( _4 X的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性
( F2 c0 j) k4 i& q% {7 w! n& O7 E! b
要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面, _0 i5 ~, x4 f6 W9 W: h! d
淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估
; `4 m9 [1 Z5 Z) S6 ?* }0 J计寿命≥30万km& Z/ n7 _4 v2 _1 Y
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)9 e& t1 ^0 K9 C& P$ L( O2 R. K
! D+ |8 N7 E8 f; A二、备注:6 O* l! w$ @! U
1.(1-8)备注:
7 G2 ^' {% I" A" t; R: g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
. U* }# t/ C2 Q0 F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
- G2 R, i# R+ M0 _* t4 {" X动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,
- ]: Y* z& u H" e8 g) L50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、
9 J& i g& E, i! ?7 p$ Y* `9 f20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为
8 L, \3 d# w+ @# [2 K0.8-1mm.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
6 o- x: r0 ?+ k# g6 ^$ M5 W或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(>2000r/min)机; q& {6 v+ z5 Y( c, a$ k
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& b9 x0 |; x/ |# H8 Y6 }/ Q
大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.
" e8 F2 r# P3 P, B& \, A3 p" ?5 o' V
- b7 d( {8 n( P* \5 R2.(9)备注:
8 v* v; H: I9 a$ y' G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., T" o8 b" a8 m% J% c4 @
0 H8 S# Y7 _; }, l* t6 w4 R
3.(100备注:
2 V- l8 [! X9 m, Y& F5 }+ u心部有较高的σb及αk值,表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.
5 w! u; j5 O9 _/ O' u" K0 x/ X; H- M/ o1 w: Z" v5 z
4.(11)备注: b" Z( j! s, }: L
很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.
; o5 T6 x$ D2 M8 E
5 E6 c. ]1 P" T5.(12)备注:4 I' z( I# y+ d6 ~0 F6 @- L5 v" Z
860-880℃正火
4 Z' M( B! m% S8 a6 i, v+ O8 [& G+ E$ G: ~ w: U
6.(13)备注:
+ _( S7 j3 C$ [5 d, w& Q5 E. @- ]5 ], J1 B或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.% J1 X7 \) Z b$ L& {% P) ^% P9 M
7 w/ H( }+ `8 i9 u6 _' V ?7.(14)备注:
2 M$ W3 X5 d. m: F% v加工和热处理步骤:
! C g2 a1 x5 b* k下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外
) u: B+ y0 y, k6 p) S圆,铣键槽→锥孔及处圆锥局部淬火,260-300℃回火→车各空刀槽,粗磨
: p, M* R( L e" h- w1 H处圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨. 5 f" `, r( l, d! M+ ^
蜗杆蜗轮热处理实例
4 v- {& ^$ a0 y# }9 B
6 _( J) d1 X1 K' }8 \一、工作条件以及材料与热处理要求
' z" O( J' Z! }' c1.条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
+ X. r. j8 K7 O5 ~" _5 F要求: 45 调质,HB220-250. W) G1 l0 o* ]7 v) H* `/ s
! J1 y4 h% w1 [" T
2.条件: 有精度要求(螺纹磨出)而速度<2m/s.' \5 W! |9 k; p" ^* l
& k1 |$ m, `0 \1 P5 E要求: 45 淬火,回火,HRC45-50) L9 E* f4 I* R7 s- n
/ Y. P* |+ I4 {
3.条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
, j" } o6 P- l. S3 h8 E8 A( r' Z
; g* @ W& B: ], g7 n要求: 15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62
; \. d( F0 k7 C, n! a7 Z1 L) L8 A4 K$ ]# V+ I( i3 d, k' x, u
4.条件: 滑动速度>2m/s, H; t" s. U7 r; u5 D2 v% ~, S/ C
(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, v" A, i6 t- v- P. n' ~
- D* j) v# a& Q1 V. A; T; P n0 l7 Y
要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬,180-200℃低温回火,HRC56-62
! {' h, j" X9 m! j# [- d& ?
+ L/ A# z7 a: U5.条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
( r: T6 k. F& t. e8 D" N3 D3 k& j6 _: r; Z6 q3 {
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
- ^4 W2 g) j7 J
! w5 t% p' J P+ c* c; i% u4 ?6 S6.条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
7 s! T* i8 j0 @" n0 H
8 F% w; [& ?' {; e, u要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
2 Y1 L3 I" y7 D1 |4 |
4 O$ ]% _9 C- k7.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' x6 ^ n' e8 U3 J
/ @9 m0 f) a: C8 F) ?( @; [6 Z要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)1 t( `- S# C2 ?
4 Y4 N2 ]7 J+ p& b1 f8.条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
# e# {3 r0 V. o% I$ G# X* O3 O& z
, }. M( D* R, E! L. Z# J要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV>850
8 Z; C/ ~' k" K! u( ?
8 d0 W# ~- _% N, @" T3 {9.条件: 汽车转向蜗杆! T) K+ `% u, Z+ ]* Z8 K8 ?
' ]: m/ `: K: d B8 O
要求: 35Cr 815℃氰化、200℃回火,渗层深度0.35-0.40mm,表面锉力硬度, |
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