典型零件的选材及热处理(建议收藏)

发布时间:2018-10-30 08:59          

典型零件的选材及热处理:

类别

序号

工作条件

材料

热处理要求

备注

热处理方法

硬度

HB

HRC

齿轮类

1

低速、轻载、无冲击

HT200、HT250、HT300

去应力退火

1、机床齿轮

1)工作条件:

低速,<2m/s,单位压力为350MPa~600MPa;

中速,2m/s~6m/s,单位压力为100MPa~1000MPa;

高速,4m/s~12m/s,单位压力为200MPa~700MPa,弯曲力矩大。

2)材料及热处理

常用45、40Cr调质、高频淬火;如中速、冲击不大时,可淬火、回火到40HRC~50HRC;如用于高速、中等压力,并有冲击时,可用20Cr等渗碳、淬火、低温回火

2、汽车、拖拉机齿轮

由于载荷重、冲击大、工作条件恶劣,一般用20CrMnTi等渗碳钢进行渗碳、淬火、低温回火。可根据齿轮尺寸大小和工作条件,选用不同渗透性和强度的渗碳钢以及合适的渗碳层深度。

2

低速(<1m/s)、轻载、如车床溜板齿轮等

45

调质

200~250

3

低速、中载,如标准系列减速器齿轮

45、40Cr、40MnB(42MnVB、50)

调质

220~250

4

低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮

40Cr、40MnB(42MnVB)

淬火+中温回火

40~45

5

中速、中载、无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮

40Cr、40MnB、42MnVB

调质或正火后高频淬火+低温回火、时效

心部220~250

表面50~55

6

中速中载或低速重载,如机床变速箱中的次要齿轮

45

调质后高频淬火+360℃回火

心部200~250

表面40~45

7

中速、重载

40Cr、40MnB、42CrMo、42CrMnMo

淬火+中温回火

45~50

8

高速中载或轻载、有冲击的小齿轮

15、20Cr、20MnVB、38CrMoAl

渗碳、淬火、低温回火、调质后氮化

心部250~280

56~62表面

HV≧900

9

高速中载无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮

40Cr、40MnB(40MnVB)

调质后高频淬火+低温回火

心部220~250

表面50~55

10

高速、中载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,模数<5,如汽车、拖拉机变速箱齿轮

20Cr、20Mn2B、20MnVB

渗碳、淬火、低温回火或渗碳后高频淬火、低温回火

表面56~62

11

高速、中或重载,有冲击,要求高强度、高耐磨性,模数>6,如汽车、拖拉机变速箱齿轮,立车重要螺旋伞齿轮等

20CrMnTi、20SiMnVB、20MnMoB

渗碳、淬火、低温回火

心部25HRC~35HRC

表面58~62

12

高速重载有冲击,传动力矩大,齿面单位压力较高,密封条件不好,工作条件差,如拖拉机最终传动齿轮

20CrNi3A

渗碳、淬火、低温回火

心部20HRC~40HRC

表面58~63

13

高速重载有冲击,外形复杂的重要齿轮。如高速柴油机、重型载重汽车、航空发动机等设备上的齿轮

12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA

渗碳、淬火、低温回火

心部30HRC~45HRC

表面58~63

14

载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮

50Mn2、50、65Mn

820~840℃加热空冷

≤241

15

低速、载荷不大的精密传动齿轮

50Mn2、50、65Mn

淬火、低温回火

45~50

16

精密传动,有一定耐磨性的大齿轮

35CrMo

调质

255~302

17

要求良好抗蚀性,如计量泵齿轮

9Cr16Mo3VRE

沉淀硬化

55

18

要求高耐磨性的,如鼓风机齿轮

45

调质后盐浴软氮化

心部220~250

表面500HV

19

要求耐磨,并保持间隙精密的,如25L油泵齿轮

粉末冶金(大批量时)

20

拖拉机后桥小模数齿轮、内燃机车变速箱齿轮(m=6~8)

55DTi、60D

正火后、中频加热淬火、回火

50~55

轴类

1

在滑动轴承中工作,V周<2m/s,要求表面有较高硬度的小轴、心轴,如机床走刀箱、变速箱小轴

45、50形状复杂的轴用40Cr、42MnVB

调质  轴颈高频淬火

228~255

45~50

轴类材料与热处理考虑因素主要有:

1、受力情况和大小

2、轴承类型

3、轴的形状及可能引起的缺陷

在滚动轴承或有轴套的滑动轴承中运转的轴颈,不需太高的硬度,可用45、40Cr正火或调质220HB~250HB,50Mn正火或调质28HRC~35HRC

在滑动轴承中工作的轴颈应淬硬,可用15、20Cr等渗碳、淬火、回火至56HRC~62HRC,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、40Cr在轴颈处作感应加热表面淬火

高精度和高转速(V>2000r/min)的机床主轴尚须采用氮化钢(38CrMoAlA)制造,调质后进行氮化处理。在重载下工作的大截面主轴可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA渗碳、淬火、回火至硬度56HRC~62HRC

2

在滑动轴承中工作,V周<3m/s,要求高硬度、变形小,如中间皮带传动装置的小轴

40Cr、40MnVB

调质

轴颈高频淬火

228~255

45~50

3

V周≧3m/s,大的弯曲载荷及摩擦条件下工作的小轴,如机床变速箱小轴

15、20、20Cr、20MnVB

渗碳、淬火、低温回火

58~62

4

高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨性,变形小

45

高频淬火、回火

52~58

5

低速、轻或中载,精度要求不高,稍有冲击,疲劳负荷可忽略不计的主轴,如简易机床主轴;或在滚动轴承中工作,轻载,V周<1m/s的次要花键轴

45

调质

225~255

6

在滚动或滑动轴承中工作,轻或中载(Pv≤15kg*m/cm

2

*s

)。精度要求较高,有冲击,疲劳负荷不大

45

正火或调质

轴颈或装配部位表面淬火

228~255

45~50

7

在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高(Pv≤40 kg*m/cm

2

*s

)精度较高,冲击、疲劳负荷较大

40Cr

调质

轴颈表面淬火

装配处表面淬火

248~286

≥54

≥45

8

其他同上,但转速与精度比上例高,如磨床砂轮主轴

40Cr、42CrMo

调质

轴颈表面淬火

装配处表面淬火

240~280

≥56

≥45

9

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,但疲劳强度较大,如重型齿轮铣床主轴等

20Cr

渗碳、淬火

低温回火

58~62

10

在滑动或滚动轴承中工作,重载高速(Pv≤40 kg*m/cm

2

*s

),冲击及疲劳应力都很高

20CrMnTi、

20Mn2B、

20CrMnMoVA

渗碳、淬火

低温回火

≥59

11

在滑动轴承中工作,重载、高速、精度和脑(≤0.003mm),很高的疲劳应力,如高精度磨床主轴、镗床镗杆等

38CrMoAlA

调质

轴颈等耐磨处氮化

248~285

HV≥900

12

主要承受扭矩,如电动机轴

35、45

正火

190~220

13

要求有足够抗扭强度和防腐蚀性能,如水泵轴

3Cr13、4Cr13

淬火、回火

42~48

14

汽车半轴

工作时承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转应力。要求有足够抗弯强度、疲劳强度和较好韧性

40Cr、42CrMo、40CrMnMo

调质

杆部

37~44

盘部外圆

24~34

15

曲轴

工作时受周期性变化的气体压力、曲轴连杆机构的惯性力、扭转和弯曲应力、冲击力。高速内燃机曲轴还受转振动影响,造成很大应力。

要求高的强度,一定冲击韧性和弯曲、扭转疲劳强度,轴颈有高的硬度和耐磨性

45

调质

轴颈高频淬火

207~241

52~57

内燃机曲轴:

低速:采用正火状态的碳钢或球墨铸铁

中速:采用调质状态的45、40Cr、45Mn2或球墨铸铁

高速:采用高强度合金钢34CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4W等

42CrMoA、

50CrMoA

调质

轴颈中频淬火

30~35

58~62

QT600-02

喷雾正火

轴颈中频淬火

250~300

≥55

蜗杆涡轮

1

负荷不大,截面较小的蜗杆

45

调质

220~250

    1、高速重载的蜗杆采用15、20Cr、20CrMnTi等渗碳、淬火、回火,硬度为56HRC~62HRC;或采用40、45、40Cr等淬火、回火到硬度45HRC~50HRC

    2、不太重要或低速重载的蜗杆采用40、45等调质到220HB~250HB

2

有精度要求(螺纹磨出)而速度<2m/s的蜗杆

45

淬火、回火

45~50

3

15

渗碳、淬火

低温回火

56~62

4

滑动速度>2m/s(最大7m/s~8m/s),精度要求很高的蜗杆,如立车中的主要蜗杆

20Cr、20Mn2B

渗碳、淬火

低温回火

56~62

5

要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆

20CrMnTi、

20SiMnVB

渗碳、淬火

低温回火

56~62

6

要求足够耐磨性和硬度的蜗杆

40Cr、42SiMn、

45MnB

淬火、回火

45~50

7

中载、高精度并与青铜蜗杆配合使用(热处理再加工丝扣)的蜗杆

35CrMo

调质

255~303

8

要求高硬度和最小变形的蜗杆

38CrMoAlA

调质后氮化

>850HV

9

圆周速度≥3m/s的重要传动蜗杆

锡磷青铜

QSn10-1、QSn-10

10

圆周速度≤4m/s的涡轮

QA19-4

11

圆周速度≤2m/s,效率要求不高的涡轮

铸铁

时效

来源:网络

END

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