模具鋼材熱處理知識
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機床絲杠熱處理實例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件: ≤級精度受力不大如各類機床傳動絲杠
要求: 45、45Mn2 一般絲杠可用正火≥HB170;受力較大的絲杠調質HB250;方頭軸頸局部淬硬HRC42
2.條件: ≥7級精度受力不大軸頸方頭等處均不需淬硬如車床走刀絲杠
要求: 45Mn易切削鋼和45 熱軋后σb=600-750N/mm^2除應力后HB170-207金相組織:片狀珠光體+鐵素體
3.條件: 7-8級精度受力較大如各類大型鏜床、立車、龍門銑和刨床等的走刀和傳動絲杠
要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)調質HB220-250σb≥850N/mm^2;方頭、軸頸局部淬硬HRC42金相組織：均勻索氏體
4.條件: 8級精度中等負荷要求耐磨如平面磨床砂輪架升降絲杠與滾動螺線嚙合
要求: 40Cr、42MnVB 調質HB250中頻表淬HRC54 調質后基體組織:均勻索氏體+細狀珠光體
5.條件: ≥6級精度要求具有一定耐磨性尺寸穩定性較高強度和較好的切削加工性如絲杠車床齒輪機床、坐標鏜床等的絲杠
要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火HB163-193球化等級3-5級網狀碳化物≤3級調質HB201-229金相組織;細粒狀珠光體
6.條件: ≥6級精度要求抗腐蝕、較高的抗疲勞性和尺寸穩定性.如樣板鏜床或其他特種機床精密絲杠.
要求: 38CrMoAlA 調質HB280滲氮HV850調質后基體組織均勻的索氏體滲氮前表面應無脫碳層
7.條件: ≥6級精度要求耐耐磨、尺寸穩定但負荷不大如螺紋磨床、齒輪磨床等高精度傳動絲杠(硬絲杠)
要求: 9Mn2V(直徑≤60mm)、CrWMn(直徑＞60mm)球化退火后球狀珠光體1.5-4級網狀碳化物≤3級硬度≤HB227淬火硬度 HRC56+0.5金相組織回火馬氏體無殘余奧氏體存在
8.條件: ≥6級精度受點負荷的如螺紋或齒輪磨床、各類數控機床的滾珠絲杠
要求: GCr15(直徑≤70mm0)、GCr15SiMn(直徑＞80mm)球化退火后球狀珠光體1.5-4級網狀碳化物≤3級HRC60-62金相組織;回火馬氏體二、
備注:
1.絲杠的選材與處理;
(1)絲杠的主要損壞形式一般絲杠(≤7級精度)為彎曲及磨損;≥6級精度絲杠為磨損及精度喪失或螺距尺寸變化
(2)絲杠材料應具有足夠的力學性能優良的加工性能不易產生磨裂能得到低的表面粗糙度和低的加工殘余內應力熱處理后具有較高硬度 *少淬火變形和殘余奧氏體常用于不要求整體熱處理至高硬度的材料有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬絲杠材料 有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等
(3)熱處理: 一般絲杠:正火(45鋼)或退火(40Cr)除應力處理和低溫時效調質和軸頸、方頭高頻淬火與回火精密不淬硬絲杠: 除應力處理低溫時效球化退火調質球化如遇原始組織**等還需先經900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火處理后再球化退火或直接調質球化精密淬硬絲杠: 退火或高溫正火后退火除應力處理淬火和低溫時效
2.考慮熱加工工藝性絲杠結構設計注意事項:
(1)結構盡可能簡單避免各中溝槽、突變的臺階、銳角等尤其是氮化絲杠更應避免一切棱角
(2)絲杠一端應留空刀槽.凸起臺階或吊裝螺釘孔便于冷熱加工中吊掛用
(3)不應有較大的凸階以免除局部鐓粗的鍛造工序.
3.滾珠絲杠副的材料與熱處理:
(1)材料選用;滾珠絲杠;L≤2m、Φ40-80mm變形小、耐磨性高的6-8級絲杠用CrWMn整體淬火
汽車、拖拉機、配件熱處理實例
一、工作條件以及材料與熱處理要求
1.條件; 推土機用銷套: 承受重載、大沖擊和嚴重磨損
要求: 20Mn、25MbTiB 滲碳二次淬火低溫回火HRC59滲碳層深2.6-3.8mm
2.條件: 推土機履帶板: 承受重載、大沖擊和嚴重磨損
要求: 40Mn2Si 調質履帶齒中頻淬火或整體淬火中頻回火距齒頂淬硬層深30mm
3.條件: 推土機鏈軌節 承受重載、大沖擊和嚴重磨損
要求: 50Mn、40MnVB 工作面中頻淬火回火淬硬層深6-10.4mm
4.條件: 推土機支承輪
要求: 55SiMn、45MnB 滾動面中頻淬火回火淬硬層深6.2-9.1mm
5.條件: 推土機驅動輪
要求: 45SiMn 輪齒中頻淬火淬硬層深7.5mm
6.條件: 活塞銷: 受沖擊性的交變彎曲剪切應力、磨損大.主要是磨損、斷裂
要求: 20Cr 滲碳淬火低溫回火HRC59(雙面)
7.條件: 刮板彈簧 轉子發動機用要求在高溫下保持彈抗疲勞性能
要求: 718耐熱合金 1050℃固溶處理冷變形690℃真空時效8h (或620℃下8小時500℃下松馳8小時)
8.條件: 受沖擊性迅速變化著的拉應力和裝配時的預應力作用在發動機運轉中連桿螺栓折斷會引起嚴重事故要求有足夠的強度、沖擊韌性和杭疲勞能力
要求: 40Cr調質HRC31不允許有塊狀鐵素體:下料鍛造退火或正火加工調質(回火水冷防止**類火脆性加工裝配
二、備注
1.＜Φ50mm、耐磨性高、承受較大壓力的6-8級絲杠用GCr15整體或中頻淬火
2.＞Φ50mm、耐磨性高、6-8級絲杠用GCr15SiMn整體或中頻淬火
3.≤Φ40mm、L≤2mm、變形小、耐磨性高的6-8級絲杠用9Mn2V、整淬冰冷處理.
4.有防蝕要求特殊用途的絲杠用9Cr18中頻加熱表面淬火. 礦山機械及其他零件 、工作條件以及材料與熱處理
要求
1.條件: 牙輪鉆頭 主要是磨壞
要求: 20CrMo滲碳淬火低溫回火HRC61
2.條件: 輸煤機溜槽(原用16Mn鋼板未處理僅用3-6個月)
要求: 16Mn鋼板中頻淬火(壽命可提高一倍)
3.條件: 鐵鍬(原用低碳鋼固體滲碳淬火回火質量很差)
要求: 低碳鋼 淬火低溫回火得低碳馬氏體質量大大提高
4.條件: 石油鉆井提升系統用吊環(原用35鋼)、吊卡(原用40CrNi或 35CrMo) 正火或調質質量差笨重.
要求: 20SiMn2MoVA淬火低溫回火得低碳馬氏體質量大大提高
5.條件: 石油射孔槍 承受火藥爆炸大能量高溫瞬間沖擊類似于槍炮.主要是過量塑性變形引起開裂
要求: 20SiMn2MoVA淬火低溫回火得低碳馬氏體σb=1610N/mm^2 αk=80N.m/mm^2
6.條件: 煤礦用圓環牽引鏈要求高抗拉強度和抗疲勞主要是疲勞斷裂及加工時冷彎開裂.
要求: 20MnV、25Mn2V 彎曲后閃光對焊正火880℃淬火250℃回火獲得代碳馬氏體預變形強化.σb≥850N/mm^2σs≥650N/mm^2αk≥100N.m/mm^2
7.條件: 鑿巖機釬尾 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴重要求多沖杭力大耐疲勞主要是斷裂與凹陷
要求: 30SiMnMoV、32SiMnMoV HRC56滲碳淬火650℃回火二次加熱260-280℃等溫淬火螺紡部分滾壓強化
8.條件: 鑿巖機釬桿 受高頻沖擊與礦石摩擦嚴重要求多沖抗力大 耐疲勞和磨損主要是折斷與磨損
要求: 30SiMnMoV HRC59900-920℃下用 ’603’液體滲碳2h 至880℃空冷25-30s油冷230回火3h
9.條件: 中壓葉片油泵定子 要求槽口耐磨和抗彎曲性能好.主要是槽口磨損、折斷
要求: 38CrMoAl 滲氮HV900 調質粗車去應力精車滲氮
10.條件: 機床導軌 要求軌面耐磨和保持高精度.主要是磨損和精度喪失
要求: HT200 HT300 表面電接觸加熱淬火HRC56
11.條件: 化工用閥門、管件等腐蝕大的零件要求抗腐蝕性高
要求: 普通碳素鋼滲硅
12.條件: 鍋爐排污閥 主要是銹蝕要求抗腐蝕性好
要求; 45 滲硼
13.條件:
(1)1t蒸汽錘桿sus660 cr4wmov 4cr17mo 1.4122 1.4122特殊鋼材Φ120L=2345mm 10t模鍛錘錘桿
(2)受較劇烈多次沖擊和疲勞應力.主要是疲勞斷裂
要求; (1)45Cr 850℃淬火10％鹽冷450℃回火HRC45
(2)35CrMo 860-870℃水淬450-480℃回火HRC40
14.條件: 電耙耙斗、電鏟鏟斗的齒部:沖擊大、摩擦嚴重.主要是磨坯.
要求; ZGMn13 水韌處理HB180-220(工作時在沖擊和壓力下HB450-550)
15.條件: Φ840及Φ650mm的礦車輪
要求: ZG55、ZGCrMnSi HB280-330
二、備注:
1.L≤1m、變形小、耐磨性高的6-7級絲杠用20CrMoA滲碳淬火
2.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、6-7級絲杠用40CrMoA高頻或中頻淬火.
3.7-8級的絲杠用55、50Mn高頻淬火.
4.L≤2.5mm、變形小、耐磨性高、5-6級精度的絲杠38CrMoAlA或 38CrWVAl氮化.
5.螺母 GCr15、CrWMn、9CrSi也有用18CrMn Ti 12CrNiA等滲碳鋼的
6.硬度要求 推薦HRC60±2螺母取上限當絲杠L≥1.5<或精度為 5、6級時硬度可低一些但須≥HRC56
7.采用表面熱處理的淬透層深度磨削后應為:中頻處理 9CRSI 45crnimova。
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