模具钢热处理一般要点现以机床丝杠热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
1.条件: ≤级精度受力不大如各类机床传动丝杠
要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火≥HB170;受力较大的丝杠调质HB250;方头轴颈局部淬硬HRC42
2.条件: ≥7级精度受力不大轴颈方头等处均不需淬硬如车床走刀丝杠
要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2除应力后HB170-207金相组织:片状珠光体+铁素体
3.条件: 7-8级精度受力较大如各类大型镗床、立车、龙门铣和刨床等的走刀和传动丝杠
要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250σb≥850N/mm^2;方头、轴颈局部淬硬HRC42金相组织：均匀索氏体
4.条件: 8级精度中等负荷要求耐磨如平面磨床砂轮架升降丝杠与滚动螺线啮合
要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250中频表淬HRC54 调质后基体组织:均匀索氏体+细状珠光体
5.条件: ≥6级精度要求具有一定耐磨性尺寸稳定性较高强度和较好的切削加工性如丝杠车床齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火HB163-193球化等级3-5级网状碳化物≤3级调质HB201-229金相组织;细粒状珠光体
6.条件: ≥6级精度要求抗腐蚀、较高的抗疲劳性和尺寸稳定性.如样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
要求: 38CrMoAlA 调质HB280渗氮HV850调质后基体组织均匀的索氏体渗氮前表面应无脱碳层
7.条件: ≥6级精度要求耐耐磨、尺寸稳定但负荷不大如螺纹磨床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)
要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm)球化退火后球状珠光体1.5-4级网状碳化物≤3级硬度≤HB227淬火硬度 HRC56+0.5金相组织回火马氏体无残余奥氏体存在
8.条件: ≥6级精度受点负荷的如螺纹或齿轮磨床、各类数控机床的滚珠丝杠
要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火后球状珠光体1.5-4级网状碳化物≤3级HRC60-62金相组织;回火马氏体二、
备注:
1.丝杠的选材与处理;
(1)丝杠的主要损坏形式一般丝杠(≤7级精度)为弯曲及磨损;≥6级精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
(2)丝杠材料应具有足够的力学性能优良的加工性能不易产生磨裂能得到低的表面粗糙度和低的加工残余内应力热处理后具有较高硬度 最少淬火变形和残余奥氏体常用于不要求整体热处理至高硬度的材料有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料 有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等
(3)热处理: 一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr)除应力处理和低温时效调质和轴颈、方头高频淬火与回火精密不淬硬丝杠: 除应力处理低温时效球化退火调质球化如遇原始组织不良等还需先经900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火或直接调质球化精密淬硬丝杠: 退火或高温正火后退火除应力处理淬火和低温时效
2.考虑热加工工艺性丝杠结构设计注意事项:
(1)结构尽可能简单避免各中沟槽、突变的台阶、锐角等尤其是氮化丝杠更应避免一切棱角
(2)丝杠一端应留空刀槽.凸起台阶或吊装螺钉孔便于冷热加工中吊挂用
(3)不应有较大的凸阶以免除局部镦粗的锻造工序.
3.滚珠丝杠副的材料与热处理:
(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用CrWMn整体淬火
汽车、拖拉机、配件热处理实例
一、工作条件以及材料与热处理要求
1.条件; 推土机用销套: 承受重载、大冲击和严重磨损
要求: 20Mn、25MbTiB 渗碳二次淬火低温回火HRC59渗碳层深2.6-3.8mm
2.条件: 推土机履带板: 承受重载、大冲击和严重磨损
要求: 40Mn2Si 调质履带齿中频淬火或整体淬火中频回火距齿顶淬硬层深30mm
3.条件: 推土机链轨节 承受重载、大冲击和严重磨损
要求: 50Mn、40MnVB 工作面中频淬火回火淬硬层深6-10.4mm
4.条件: 推土机支承轮
要求: 55SiMn、45MnB 滚动面中频淬火回火淬硬层深6.2-9.1mm
5.条件: 推土机驱动轮
要求: 45SiMn 轮齿中频淬火淬硬层深7.5mm
6.条件: 活塞销: 受冲击性的交变弯曲剪切应力、磨损大.主要是磨损、断裂
要求: 20Cr 渗碳淬火低温回火HRC59(双面)
7.条件: 刮板弹簧 转子发动机用要求在高温下保持弹抗疲劳性能
要求: 718耐热合金 1050℃固溶处理冷变形690℃真空时效8h (或620℃下8小时500℃下松驰8小时)
8.条件: 受冲击性迅速变化着的拉应力和装配时的预应力作用在发动机运转中连杆螺栓折断会引起严重事故要求有足够的强度、冲击韧性和杭疲劳能力
要求: 40Cr调质HRC31不允许有块状铁素体:下料锻造退火或正火加工调质(回火水冷防止第二类火脆性加工装配
二、备注
1.＜Φ50mm、耐磨性高、承受较大压力的6-8级丝杠用GCr15整体或中频淬火
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8级丝杠用GCr15SiMn整体或中频淬火
3.≤Φ40mm、L≤2mm、变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用9Mn2V、整淬冰冷处理.
4.有防蚀要求特殊用途的丝杠用9Cr18中频加热表面淬火. 矿山机械及其他零件 、工作条件以及材料与热处理
要求
1.条件: 牙轮钻头 主要是磨坏
要求: 20CrMo渗碳淬火低温回火HRC61
2.条件: 输煤机溜槽(原用16Mn钢板未处理仅用3-6个月)
要求: 16Mn钢板中频淬火(寿命可提高一倍)
3.条件: 铁锹(原用低碳钢固体渗碳淬火回火质量很差)
要求: 低碳钢 淬火低温回火得低碳马氏体质量大大提高
4.条件: 石油钻井提升系统用吊环(原用35钢)、吊卡(原用40CrNi或 35CrMo) 正火或调质质量差笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火低温回火得低碳马氏体质量大大提高
5.条件: 石油射孔枪 承受火药爆炸大能量高温瞬间冲击类似于枪炮.主要是过量塑性变形引起开裂
要求: 20SiMn2MoVA淬火低温回火得低碳马氏体σb=1610N/mm^2 αk=80N.m/mm^2
6.条件: 煤矿用圆环牵引链要求高抗拉强度和抗疲劳主要是疲劳断裂及加工时冷弯开裂.
要求: 20MnV、25Mn2V 弯曲后闪光对焊正火880℃淬火250℃回火获得代碳马氏体预变形强化.σb≥850N/mm^2σs≥650N/mm^2αk≥100N.m/mm^2
7.条件: 凿岩机钎尾 受高频冲击与矿石摩擦严重要求多冲杭力大耐疲劳主要是断裂与凹陷
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56渗碳淬火650℃回火二次加热260-280℃等温淬火螺纺部分滚压强化
8.条件: 凿岩机钎杆 受高频冲击与矿石摩擦严重要求多冲抗力大 耐疲劳和磨损主要是折断与磨损
要求: 30SiMnMoV HRC59900-920℃下用 ’603’液体渗碳2h 至880℃空冷25-30s油冷230回火3h
9.条件: 中压叶片油泵定子 要求槽口耐磨和抗弯曲性能好.主要是槽口磨损、折断
要求: 38CrMoAl 渗氮HV900 调质粗车去应力精车渗氮
10.条件: 机床导轨 要求轨面耐磨和保持高精度.主要是磨损和精度丧失
要求: HT200 HT300 表面电接触加热淬火HRC56
11.条件: 化工用阀门、管件等腐蚀大的零件要求抗腐蚀性高
要求: 普通碳素钢渗硅
12.条件: 锅炉排污阀 主要是锈蚀要求抗腐蚀性好
要求; 45 渗硼
13.条件:
(1)1t蒸汽锤杆sus660 cr4wmov 4cr17mo 1.4122 1.4122特殊钢材Φ120L=2345mm 10t模锻锤锤杆
(2)受较剧烈多次冲击和疲劳应力.主要是疲劳断裂
要求; (1)45Cr 850℃淬火10％盐冷450℃回火HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬450-480℃回火HRC40
14.条件: 电耙耙斗、电铲铲斗的齿部:冲击大、摩擦严重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韧处理HB180-220(工作时在冲击和压力下HB450-550)
15.条件: Φ840及Φ650mm的矿车轮
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、备注:
1.L≤1m、变形小、耐磨性高的6-7级丝杠用20CrMoA渗碳淬火
2.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、6-7级丝杠用40CrMoA高频或中频淬火.
3.7-8级的丝杠用55、50Mn高频淬火.
4.L≤2.5mm、变形小、耐磨性高、5-6级精度的丝杠38CrMoAlA或 38CrWVAl氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi也有用18CrMn Ti 12CrNiA等渗碳钢的
6.硬度要求 推荐HRC60±2螺母取上限当丝杠L≥1.5<或精度为 5、6级时硬度可低一些但须≥HRC56
7.采用表面热处理的淬透层深度磨削后应为:中频处理 9CRSI 45crnimova。