典型零件的选材及热处理(建议收藏)
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。
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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
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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/cm2*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/cm2*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/cm2*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
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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 | 滑动速度较高、负荷较轻的中小尺寸的蜗杆 | 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 |
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