几种典型零件的热处理工艺
典型零件的热处理工艺过程
典型零件的热处理工艺过程典型零件的热处理工艺是指将零件加热到一定温度，然后在一定时间内进行保温，最后再冷却的过程。
这个过程既可以用来改变零件的物理性能，也可以用来强化零件的机械性能。
典型零件的热处理工艺通常包括两个主要步骤：首先是加热的过程，即将零件加热到热处理温度；然后是保温的过程，即将零件在热处理温度下保持一定时间；最后是冷却的过程，即将零件迅速冷却到室温。
在加热的过程中，常用的加热方法有电阻加热、火焰加热和气体加热等。
其中，电阻加热是最常用的一种方法，它可以通过电阻丝将电能转化为热能，将零件加热到所需温度。
火焰加热则是通过火焰加热器将燃烧产生的高温火焰直接对准零件进行加热。
气体加热是将高温气体吹送到零件表面进行加热，一般使用氢气或氮气等气体。
在保温的过程中，零件需要保持在一定的温度下一段时间，这个时间的长短根据零件的性质和所需的热处理效果来确定。
保温的目的是让零件的内部结构发生相应的变化，使其达到所需的物理或机械性能。
常见的保温时间范围为几分钟到几小时不等。
在冷却的过程中，需要将加热后的零件迅速冷却到室温。
冷却的方式有很多种，常见的有水淬、油淬和气体冷却等。
水淬是将热处理后的零件直接放入冷却水中，以快速冷却的方式进行冷却。
油淬则是将零件放入热性能较好的油中进行冷却，这样可以使冷却速度较慢，从而减少零件的变形和开裂的风险。
气体冷却是将零件放入气氛中进行冷却，常见的气氛有氮气和氢气。
需要注意的是，不同类型的零件和材料对于热处理的要求是不一样的。
不同的热处理工艺能够改变材料的结构和性能，使其达到不同的要求。
例如，对于一些低碳钢来说，常见的处理工艺是淬火和回火。
淬火是将加热后的钢件迅速冷却到室温，使其达到较高的硬度和强度；回火则是将淬火后的钢件加热到一定温度，然后迅速冷却，以减轻内应力和提高韧性。
总的来说，典型零件的热处理工艺是一个复杂的过程，需要根据具体的零件材料和要求来选择合适的处理方法和参数。
链条、齿轮等七个机械零件的加工工艺
链条、齿轮等七个机械零件的加工工艺一、链条一、链条生产工艺流程示意图：二、工艺流程说明a.带钢首先经冲床、压床冲压称成要的形状与尺寸经六角滚筒去除毛刺，然后热处理，之后用机油进行淬火，在经碱+水+工业砂对其表面粘附的油污进行清洗后备用。
b.套筒、滚子料经卷管处理，然后通过六角滚筒去除毛刺，在京哈热处理之后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。
c.轴料钢首先经轴销机处理制成需要的形状与尺寸，然后通过六角滚筒去除毛刺，再经热处理后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。
d.最后将个零件进行回火，最后装配成型。
经检验合格后即为成品。
三、工艺1、热处理：在热处理设备中，在高温下采用各种辅助介质，改善零件的组织结构，提高各种物品性能。
2、渗碳：将零件置在热处理设备中加热至一定温度并保温一定时间，再通入含碳介质，将碳渗入零件表面，以提高链条硬度和耐磨性能。
3、淬火：零件在热处理设备中加热到一定温度后，保温一定时间，然后按照要求在不同的介质中冷却，从而提高零件硬度。
4、回火：经过淬火后的零件在热处理设备中以一定的温度进行加热，并保温一定时间后冷却。
零件经过回火可以降低淬火硬度，消除淬火应力，提高韧性。
5、发黑：采用高分子有机聚合原理，利用热处理工艺过程中回火余热成膜发黑。
发黑后工件带有光泽，耐腐蚀，防锈性能强；降低劳动强度，改善生产环境。
6、发蓝：把零件加热至一定的温度后，经过化学水溶液冷却，皂化，使零件表面颜色呈现蓝色。
经过发蓝处理的链条外观美观，还有防锈的作用。
不足之处就是这些化学水溶液对环境造成很大的污染。
7、磷化：将零件浸置在一定温度的磷化液内，使零件表面形成磷化层，可使零件表面颜色呈现黑色或灰色，提高链条美观的同时达到防腐的目的。
这些磷化液可循环利用，对环境污染较轻。
8、镀镍：采用电镀或化学镀镍的方法，在零件表面形成镀镍层，镀镍层既可以美观链条，又可以防腐。
镀镍链条一般用在露天场合。
9、镀锌：采用电镀或化学镀锌的方法，在零件表面形成镀锌层，镀锌层既可以美观链条，又可以防腐。
热处理工艺
zwb39242007-06-30 09:11热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。
所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行，这三个阶段可用冷却曲线来表示（如图所示）。
不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸，只改变材料内部的组织与零件的性能。
所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷，更重要的是改善和提高钢的性能，充分发挥钢的性能潜力，这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；1.退火把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温．退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢．c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力．2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
常用材料及零件热处理
常用材料及零件热处理
3.表面热处理方法特点和应用
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和朔性（即表面火），或同时表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表层硬度更高的处理方法。
6.钢的淬透性
不同的钢种，接受淬火的能力不同，淬透层深度愈大，表明该钢种的淬透性愈好。
淬透性大的钢，其力学性能沿截面分布均匀；而淬透性小的钢心部力学性能低。
但全部淬透的工件，通常表面残留拉应力，对工件承受疲劳不利，工件热处理中也易变形开裂。
未淬透工件表面可残留压应力，反而有一定好处。
淬透层深度是指由淬火表面马氏体---50％马氏体+50％珠光体层的深度。
碳钢的淬透性低。
在设计大尺寸零件时，用碳钢正火比用碳钢调质更经济，而效果相似。
直径较大并具有几个台阶的台阶轴，需经调质处理时，考虑到淬透性影响，应先粗车成形，然后调质。
如果以棒料先调质，再车外圆，由于直径大，表面淬透层浅，阶梯轴尺寸较小的部分调质后的组织在粗车时可能被车去，起不到调质作用。
7.几种典型零件热处理示例
机床齿轮等零件常用材料及热处理。
热处理典型应用
热处理典型应用热处理是一种通过加热和冷却来改变材料性能的工艺方法。
它在工业制造中有着广泛的应用，可以提高材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性等特性。
下面将介绍热处理的一些典型应用。
1. 硬化硬化是热处理中最常见的应用之一。
通过加热材料到一定温度，使其达到奥氏体组织，然后迅速冷却，使其转变成马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
硬化通常用于制造刀具、齿轮、轴承等需要较高硬度和强度的零件。
2. 回火回火是一种通过加热和冷却来改变材料硬度和韧性的热处理方法。
在硬化后，材料通常会变得非常脆弱，此时需要进行回火处理。
回火的过程是将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
回火可以减轻材料的内应力，提高其韧性和可加工性。
回火通常用于制造弹簧、刀具等需要一定硬度和韧性的零件。
3. 淬火淬火是一种通过迅速冷却来改变材料组织和性能的热处理方法。
淬火的目的是使材料迅速从奥氏体组织转变为马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
淬火过程中，材料需要被迅速冷却，通常使用水、油或盐水等介质来实现。
淬火通常用于制造汽车零件、机械零件等需要高硬度和强度的零件。
4. 固溶处理固溶处理是一种通过加热和冷却来改变合金材料的组织和性能的热处理方法。
固溶处理通常用于处理合金材料中的固溶体溶解和析出过程。
在固溶处理过程中，材料会被加热到一定温度，使固溶体中的溶质溶解，然后迅速冷却，使溶质重新析出。
固溶处理可以提高合金材料的强度、硬度和耐腐蚀性。
固溶处理通常用于制造航空航天零件、汽车零件等需要高强度和耐腐蚀性的零件。
5. 淬火回火淬火回火是一种将淬火和回火两种热处理方法结合起来使用的工艺。
在淬火的过程中，材料会变得非常脆弱，此时需要进行回火处理来提高其韧性。
淬火回火可以在保证材料硬度和强度的同时，提高其韧性和可加工性。
淬火回火通常用于制造高强度和高韧性要求的零件，如汽车发动机曲轴、齿轮等。
热处理是一种重要的工艺方法，通过加热和冷却来改变材料性能，以满足不同工程应用的需求。
热处理工艺介绍
置循环风扇，保证气体向钢件表面的对流。
渗碳的基本过程
3. 活性碳原子向钢件表面迁移
4. 钢件表面吸收碳 首先要求钢件表面洁净，另外要控制渗碳剂的分解和钢件表面对碳的吸
• 正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的 热处理工艺。
• 正火（退火）的目的： 1 、降低硬度，便于切削加工。 2 、提高钢的塑性和韧性，以便于冷变形加工。 3 、消除锻件的组织缺陷。 4 、细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备。 5 、消除应力，防止畸变和开裂。
正火工艺简介
• 正火工艺的特点 • 加热温度一般在 AC3 以上 • 保温时间足够长
碳势 Cp=(W2-W1)/ W2 X100%+Co
W2: 钢箔渗碳后的重量 碳量
W1: 钢箔渗碳前的重量
Co: 钢箔的原始含
渗碳剂介绍
1 、井式气体渗碳炉所用介质是煤油，煤油是分子中含有 11~17 个碳原 子的多种烃类的混合物。 850℃ 以下裂解不充分，低分子烃较多，易 产生碳黑和结焦。由于成分不固定，不能作为自动控制的介质使用。
钢材简介
通常所指的钢铁材料是钢和铸铁的总称，指所有的铁碳合金。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。 • 合金钢是在碳钢的基础上，添加某些合金元素，用以保证一定的生产和
加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。 • 按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。
根据毛坯的大小和炉子的加热能力来制订保温时间 • 冷却速度一般较慢
热处理工艺
使二次渗碳体或珠光体中的渗碳体球化，以降低硬度，改善切削加工性能。
蔓延退火
熔点以下100~200℃
减少化学成份和组织的不匀称
去应力退火
Ac1线以下(普通为500~600℃)
消除工件中残留内应力
正火（空冷）
加热温度
组织
目的
亚共析钢
Ac3+30~50℃
F+S
（1）作为总算热处理：细化晶粒、匀称组织
（2）作为预先热处理：对结构较大的合金结构钢前，淬火或调质前常举行正火，消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而匀称的组织。
（3）改善切削加工性能：调节硬度
过共析钢
Accm+30~50℃
S+ Fe3CⅡ
热处理工艺
组织
目的
彻低退火
(重结晶退火)
亚共析钢：Ac3+20 Nhomakorabea30℃F+P
组织匀称化和细化，得到临近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。因为冷却速度缓慢，还可消除内应力。
等温退火
亚共析钢：高于Ac3
过共析钢：高于Ac1
快冷到A1~550℃之间，保温，然后再缓慢冷却。
同上
球化退火
过共析钢：高于Ac1
常见零件的热处理方式
一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型—预备热处理—切削加工—渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火—（喷丸）—精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程配料—锻造—正火—粗加工—精加工—感应或火焰加热淬火—回火—珩磨或直接使用调质13.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯—正火—粗车—高频预热—精车（内孔、端面、外圆、滚齿、剃齿—高频淬火—回火—珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程棒料—锻制—正火—球化退火车削加工—去应力退火—淬火—冷处理—低温回火—粗棒料—钢管退火磨—补加回火j精磨—成品2.滚动体工艺流程（1）冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火j冷冲或半热冲j低温退火j锉削加工j软磨j淬火j冷处理j低温回火j粗磨j补加回火j 精磨j成品（2）热冲及模锻钢球棒料j热冲或模锻j球化退火j锉削加工j软磨j淬火j冷处理j低温回火j粗磨j补加回火j精磨j成品（3）滚子滚针钢丝或条钢（退火）j冷冲、冷轧或车削j淬火j冷处理j低温回火j粗磨j附加回火j精磨j成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割j弯制主片卷耳j加热j弯曲j余热淬火j回火j喷丸j检查j装配j试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料j锻尖j加热j卷簧及校正j淬火j回火j喷丸j磨端面j试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料j锻尖j加热j卷簧及校正j去应力回火j淬火j回火j喷丸j磨端面j试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程（1）单体铸造-机加工-消除应力退火-半精加工-表面处理-精加工-成品（2）简体铸造-机加工-热定型-内外圆加工-表面处理-精加工-成品2.活塞销的工艺流程棒料-粗车外圆-渗碳-钻内孔-淬火、回火-精加工-成品棒料-退火-冷挤压-渗碳-淬火、回火-精加工-成品热轧管j粗车外圆j渗碳j淬火、回火j精加工j成品冷拔管j下料j渗碳j淬火、回火j精加工j成品3.连杆的工艺流程锻造-调质~酸洗-硬度和表面检验-探伤~校正~精压~机加工-成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料-热镦-机加工成型-渗碳-淬火、回火-精加工-磷化-成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）—机械加工—淬火、回火—精加工—表面处理—成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）—机械加工—消除应力退火—精加工—表面处理—成品钢制杆体~堆焊端部（冷激）~回火-精加工-成品钢制杆体—对焊—热处理—精加工—表面处理—成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料-锻造成型-调质~校直~机加工-尾部淬火-抛光-成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程棒料-顶锻-精压~热处理-精加工-成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料-顶锻-精压~阀面和尾部堆焊耐热合金-热处理-杆部滚压或软氮化-精加工-成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料-锻造成形-正火或退火-机械加工-调质-校直-精加工-成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料—锻造成形—预先热处理—校直—机械加工—表面淬火—校直—精加工—成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料-自动机加工成型-热处理-精加工-时效-成品12.拖拉机履带板（1）40SiMn2履带板的热处理热轧成形-下料~机加工-热处理-成品（2）ZGMn13履带板的热处理铸造成型~热处理-成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨（1）MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造—正火—机加工—消除应力退火—机加工—淬火—回火—磨（2）M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造—退火—机加工—淬火—回火—磨（3）S788轴承磨床镶钢导轨机加工—消除应力退火—机加工—渗碳—淬火—回火—磨—时效（4）MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造—退火—机加工—消除应力退火—机加工—淬火—冰冷处理—回火—磨—时效2.机床主轴（1）CA6104车窗主轴（45钢）下料—粗加工—正火—机加工—高频淬火—回火—磨（2）T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴（35CrMoAlA钢）下料—粗车—调质—精车—消除应力处理—粗磨—渗氮—粗磨（3）SGC630精密丝杠车床主轴（12CrNi3A）锻造—正火—机加工—渗碳—正火—校直—消除应力—机加工—头部淬火—颈部淬火—回火—磨—时效（4）*62W万能升降台铣床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造—机加工—淬火—回火（5）M1040无心磨床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造-机加工-正火-机加工3.丝杠（1）7级或7级精度一下的一般丝杠（45钢）下料—正火或调质—校直—消除应力处理—机加工（2）6级或6级以上精密不淬硬丝杠（T10或T12钢）球化退火-机加工-消除应力处理-机加工-时效-精加工（3）中大型精密淬硬丝杠（CrWMn）锻造—球化退火—机加工—消除应力—机加工—消除应力—机加工—淬火、回火—冰冷处理-回火-探伤~机加工-时效-精加工-时效-精加工（4）中小型精密淬硬丝杠（9Mn2V）锻造—球化退火—机加工—消除应力—机加工—淬硬淬火—回火—冰冷处理—回火、探伤—机加工-时效-精加工-时效-精加工（5）滚珠丝杠（GCr15,GCr15SiMn）4.弹簧卡头（1）卧式多轴自动车床夹料卡头（9SiCr）锻造—退火—机加工—淬火—回火—机加工—磨开口—胀大定型（2）卧式多轴自动车床送料卡头（T8A钢）锻造—退火—机加工—淬火—回火—磨（3）仪表机床小型专用卡头（60Si2）退火—机加工—淬火—回火—磨（4）磨阀辨机床专用卡头（65Mn）锻造—正火—高温—回火—机加工—淬火—回火—机加工5.摩擦片（1）*62W万能升降台铣床摩擦片（A3）机加工—渗碳—淬火—回火—机加工—回火（2）DLMO电磁离合器摩擦片（65Mn）冲片—淬火—回火—磨（3）电磁离合器摩擦片（6SiMnV）锻造—退火—切片—淬火—回火—磨6.FW250万能分度头主轴（45）锻造—正火—机加工—淬火—回火—机加工7•万能分度头蜗杆（20Cr）正火-机加工-渗碳-机加工-淬火-回火-机加工8•三爪卡盘卡爪（45）正火—机加工—淬火—回火—高频淬火—回火—法蓝—磨加工9.三爪卡盘丝（45）锻造—正火—机加工—淬火—回火—法蓝—磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造—正火—检验—机加工—渗碳—检验—正火—淬火—清洗—回火—检验—喷砂—磨削2.钒钢活塞的热处理下料—锻造—检验—预先淬火—球化退火—检验—机加工—淬火—回火—检验—磨削七、凿岩机钎尾锻造—退火—检验—渗碳—检验—淬火—回火—清洗—检验—磨削。
不同热处理氧化色清理技术对典型零件的尺寸及外观的影响
不同热处理氧化色清理技术对典型零件的尺寸及外观的影响1摘要：部分零件在热处理过程中发生氧化极易在表面形成氧化色，氧化色的存在极大降低了表面质量，严重则导致氧化缺陷而报废，氧化色的清洗是目前亟待解决的问题之一。
本文研究了行星研磨、磁力研磨及吹砂三种不同清理技术对热处理后典型零件的尺寸及外观的的影响，通过弹簧类、精加工零件类、筒状内孔类试验件开展工艺试验，试验结果表明采用行星研磨技术对零件尺寸及性能影响较小，同时可以提高零件的表面粗糙度。
关键词：表面氧化色、行星研磨、磁力研磨、吹砂1热处理后的氧化皮或氧化色一般采用传统的吹砂或酸洗的方法，由于生产现场目前采用吹砂、酸洗方式进行，不能完全满足高精度零件、盲孔、弹簧零件内外表面氧化皮（色）的去除。
因此开展行星研磨、磁力研磨及吹砂三种不同清理技术对热处理后典型零件的尺寸及外观的的影响研究，探索先进的清洗技术是否满足零件表面状态及各方面性能，进一步提高零件的生产效率和产品质量。
1问题来源我们统计了2020年现场技术质量问题，其中表面处理电镀外观问题约占55%，弹簧类、精加工零件类、筒状内孔类三大典型零件生产过程中主要问题就是氧化皮或氧化色难以清理、吹砂效果问题、不能吹砂问题。
弹簧零件存在内、外表面氧化色及残留污物（例如锈蚀见图1，氧化皮见图2等）难以清理且清洁耗时长，极易导致零件表面状态差，电镀质量差等问题，该问题以成为影响弹簧零件生产的瓶颈问题。
精加工零件进行磨削消除应力后，零件表面存在较重氧化色，但零件无法再进行吹砂，同样会影响后续表面处理质量。
盲孔及深孔类零件存在吹砂盲区，零件内孔难以清理干净。
公司工艺规范中对热处理后零件表面氧化色、氧化皮的清理仅限于吹砂、机械加工、酸洗，这些常规清理氧化皮技术对零件尺寸、表面状态、力学性能具有不同程度影响，无法达到期望的表面质量和技术要求，对后续表面处理存在质量隐患，产品交付困难。
基于此类问题开展清理技术工艺研究，探索对弹簧及高精度零件、盲孔零件如何在不影响尺寸、力学特性、使用性能等的前提下，满足内外表面清理的需求，提高高精度零件生产效率和产品质量，进一步提高公司零件制造的工艺水平。
《金属材料与热处理》典型零件的选材原则及工艺路线设计
第三步:根据零件的几何形状、尺寸及工作中所承受的 载荷，计算出零件中的应力分布；
第四步:由工作应力、使用寿命或安全性与实验室性能 指标的关系，确定对实验室性能指标要求的具体数值；
第五步:利用手册根据使用性能选材。
交变应力，还可造成曲轴的扭转和弯曲振动，产生附加应力 ；应力分布不均匀；曲轴颈与轴承有滑动摩擦。
（2）性能要求 曲轴的失效形式主要是疲劳断裂和轴颈严 重磨损。因此材料要有高强度、一定的冲击韧性、足够弯曲 、扭转疲劳强度和刚度，轴颈表面有高硬度和耐磨性。
（3）曲轴材料
锻钢曲轴：优质中碳钢和中碳合金钢，如35、40、45 、35Mn2、40Cr, 35CrMo钢等；
交变， 冲击
交变， 冲击
摩擦，振 齿折断,磨损,疲劳断
动
裂,接触疲劳(麻
点)
振动
弹性失稳，疲劳破 坏
强烈摩擦 磨损，脆断
表面高强度及疲劳极 限，心部强度、 韧性
弹性极限，屈强比， 疲劳极限
硬度，足够的强度， 韧性
由于零件所要求的机械性能数据，不能简单地同手 册、书本中所给出的完全等同相待，还必须注意以下 情况：
铸造曲轴：铸钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁及合金铸 铁等, 如ZG25、QT600-3、QT700-2 、KTZ450-5、 KTZ500-4等。
2. 175A型农用柴油机曲轴选材
175A型柴油机曲轴简图
（1）性能要求 农用柴油机曲轴功率和承受载荷不大；但
滑动轴承中工作轴颈部要有较高硬度及耐磨。要求σb≥750 MPa, 整体硬度240 HBS～260 HBS, 轴颈表面硬度≥625 HV, δ≥2%, ak≥150 kJ/m2。
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齿轮滚刀
用途 生产齿轮的常用刃具, 用于加工外啮合的直齿和斜齿渐开线园柱 齿轮。其形状复杂, 精度要求高。 材料 高速钢 W18Cr4V钢 工艺路线 热轧棒材下料—锻造—球化退火—粗加工—淬火—回火—精加工—表面处理
工艺路线 热轧棒材下料—锻造—球化退火—粗加工—淬火—回火—精加工—表面处理
主要工艺说明 锻造 W18Cr4V钢的始锻温度为1150 ºC～1200 ºC, 终锻温度为 900 ºC～950 ºC。锻造的目的一是成形, 二是破碎、细化碳化物, 使碳化物均匀分布, 防止成品刀具崩刃和掉齿。由于高速钢淬透性 很好, 锻后在空气中冷却即可得到淬火组织, 因此锻后应慢冷。 球化退化 淬火、回火 高速钢的淬火、回火工艺较为复杂。 。 精加工 包括磨孔、磨端面、磨齿等磨削加工。精加工后刀具可 直接使用。 表面处理 为了提高其使用寿命，可进行表面处理，如：硫化处 理、硫氮共渗、离子氮碳共渗—离子渗硫复合处理，表面涂覆TiN、 TiC涂层等。
工艺路线
热轧钢带(板)冲裁下料—压力成型—淬火—中温回 火—喷丸强化
淬火
温度为850 ºC～860 ºC(60Si2Mn钢为870 ºC), 采用油 冷, 淬火后组织为马氏体。
回火
温度为420 ºC～500 ºC, 组织为回火屈氏体。屈服强 度s0.2不低于1100MPa, 硬度为42HRC～47HRC, 冲 击韧性ak为250KJ/m2～300KJ/m2。
磨齿
渗碳工艺
机床主轴
受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击载荷不大，一 般综合机械性能即可；大端轴颈、锥孔与卡盘、顶尖间有摩擦，要 有较高硬度和耐磨性；
C620车床主轴简图 主轴用45钢制造。 载荷较大的主轴用40Cr钢制造。； 较大冲击载荷和疲劳载荷用合金渗碳钢（20Cr或20CrMnTi）制造。。
用途及性能要求
用于缓冲和吸振，承受很大的交变应力和冲击载荷的 作用，需要高的屈服强度和疲劳强度。
典型弹簧选材 汽车板簧
材料
轻型汽车选用65Mn、60Si2Mn钢制造。中型或重型汽 车, 板簧用50CrMn, 55SiMnVB钢,重型载重汽车大截 面板簧用55SiMnMoV,55SiMnMoVNb钢制造。
高速钢热处理特点 淬火温度高 一般为1220℃～1280℃ 回火温度高 550℃～570℃ 次数回火多 回火三次 高速钢回火后的组织： 高速钢回火后的组织： 回火马氏体、细粒状碳化物 及少量残余奥氏体
总 结
1.齿轮 齿轮主要要求疲劳强度，特别是弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。根据受力分 齿轮 析，齿轮类零件选用低、中碳钢或其合金钢，如机床齿轮用中碳钢或中碳合金 钢，汽车齿轮用合金渗碳钢。 2.轴类 轴类零件要求强度并兼顾冲击韧性和表面耐磨性。轴一般用锻造或轧制的 轴类 低、中碳钢或合金钢制造，如机床主轴可选用45钢，内燃机曲轴主要用优质 中碳钢或中碳合金钢制造。 3.弹簧 弹簧主要要求高的弹性极限、高的屈强比和高的疲劳强度。弹簧一般选用 弹簧 碳素钢、合金弹簧பைடு நூலகம்和铜合金等金属材料制造，如汽车弹簧用65Mn、60Si2Mn 钢制造，气门弹簧用50CrMn、55SiMnMoV等钢制造。 4.刃具 刃具主要要求硬度、耐磨性和红硬性。可根据不同的使用条件选用碳素 刃具 工具钢、低合金刃具钢、高速钢、硬质合金和陶瓷等，如手动刃具可用T8、 T10等碳素工具钢，低速切削刃具可用低合金刃具钢9SiCr、CrWMn制造， 高速切削刃具需选用高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2制造等。
车床主轴用45钢制造，整体硬度要求为220HB～ 250HB； 轴颈和锥孔硬度要求为52HRC。请设计工 艺路线。
锻造 正 火
粗 工 加 调质 精加工
表面淬火 磨削加工
低温回火
2. 内燃机曲轴选材 ● 工作条件：受弯曲、扭转、剪切、拉压、冲击等交变应力，曲轴受扭转和弯 曲振动而产生附加应力；应力分布不均匀；曲轴颈与轴承有滑动摩擦。 ● 失效形式：疲劳断裂和轴颈严重磨损。 ● 性能要求：材料有高强度，一定冲击韧性，足够弯曲、扭转疲劳强度和刚度， 轴颈表面有高硬度和耐磨性。 ● 选材原则：根据内燃机类型、功率大小、转速高低和相应轴承材料等定，也 需考虑加工条件, 生产批量和热处理工艺及制造成本等。
175A型柴油机曲轴简图
● 曲轴材料： 锻钢曲轴--优质中碳钢和中碳合金钢，如35、40、45、35Mn2、40Cr, 35CrMo钢等； 铸造曲轴--铸钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁及合金铸铁等, 如ZG230-450、 QT600-3、QT700-2 、KTZ450-5、KTZ500-4等
● 175A型农用柴油机曲轴选材：
几种典型零件的热处理工艺
齿轮、轴、弹簧、车刀
20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线 20CrMnTi钢的汽车变速箱齿轮热处理工艺曲线
表面：高碳回火马氏体 残余奥氏体 残余奥氏体+碳化物 表面：高碳回火马氏体+残余奥氏体 碳化物 中心：铁素体 索氏体 索氏体+低碳回火马氏体 中心：铁素体+索氏体 低碳回火马氏体
农用柴油机曲轴功率不大, 承受载荷也不大；但滑动轴承中工作轴颈部 , 要有较高硬度及耐磨；性能要求：σb≥750MPa, 整体硬度： 240HBS～260HBS, 轴颈表面硬度≥625HV, δ≥2%, ak≥150kJ/m2 曲轴材料：QT700-2 工艺路线: 铸造－高温正火－高温回火－切削加工－轴颈气体渗氮 汽车发动机曲轴 也可用45、40Cr钢制造，经过模锻、调质、切削加工 后, 在轴颈部位进行表面淬火。