机械零件的选材及热处理工艺

1、 59-【重点内容】1.选材的原则及方法；2.典型零件的选材及工艺路线制定；【本章难点【根本要求】1.生疏选材过程；2.正确分析各热处理工序的作用；性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低本钱，削减消耗等。【选材的一般原则】 保证零件经久耐用的先决条件。受力状况是交变弯曲应力，扭转0.2，硬度HRC。-1还应考虑到短时过载、润滑浪、材料内部缺陷等因素的影响。术条件。如：bHB低碳钢=3.6HB高碳钢 =3.4HBbb合金调压钢=0.33HB铸铁=HB40bb6 与0.2b一般碳素钢 (0.50.55) 0.2b优质碳素钢 0.60.2b一般低合金钢 (0.650.75) 0.2b合金构造钢 0

2、.70.2b 与-1b钢(HRC40) (0.490.13) -1b铸铁 (0.30.5) -1b有色金属 (0.30.4) -1b材料的工艺性能：金属零件的加工是制造机器的重要步骤。所要求的性能而安排在有关工序之间。工艺性能如下：铸造性能：包括流淌性、收缩、偏析、吸气性等。塑性与变形抗力的综合、抗氧化性、冷镦性、锻后冷却要求等。机械加工性：包括光滑度，切削加工性等。焊接性能：包括形成冷裂或热裂的倾向、形成气孔的倾向等。性倾向、氧化脱碳倾向。机器上的钢制零件一般要经过锻造、切削加工和热处理等几种加 24SiMnWV20CrMnTi度较高，切削加工性差，不能适于大批量生产的要求，不能承受。此淬透

3、性较好的钢材料，如油淬钢，它的变形较小。件，常选用合金钢，由于合金钢淬透性好，强度高。可是合金钢的锻 造、切削加工等工艺性能较差。材料的经济性零件的总本钱包括材料本身的价格和与生产有关的其它一切费用。尤其是球墨铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可降低本钱。用的趋势。此外，所选钢铁中应尽量少而集中，以便选购和治理。性能、工艺性和经济性等方向问题。【热处理技术条件的标注】设计者应依据零件的工作特性，提出热处理技术条件热处理零件一般在图纸上都以硬度作为热处理技术条件，对于渗碳械性能指标。此外，在标注硬度的同时要写出相应的热处理工艺名称，如调质、HRC5单位左右，HB2040承受不同热处理方法时，

4、图纸上的标注方法不同。10-1。调质 HB235调质 HB235265名称材料轴45 钢10-1 450.81.0mm0.81.0mmHRC5862名称材料球头销20CrMnTi渗碳部位渗碳部位710-2 45【热处理与切削加工性的关系】切削后的外表光滑度以及刀具寿命等几方面状况来衡量。实践证明，在切削加工时，为了不致发生“粘刀”现象和使刀具严峻磨损，通过金相组织把握钢的硬度范围是必要的，为了使钢具有良好的切削加工性，一般期望硬度把握在 HB170230，调低状态的中碳钢为了改善外表光滑度可将硬度提高到HB250，但将使一般刀具受到严峻磨损。含碳量在 0.25%以下时，钢的切削加工必随碳量增加

5、而改善，碳含量过低时，退火钢吸附大量松软的铁素体，钢的延展性格外好，切屑易粘着刀刃而形成刀瘤，而且切屑是撕裂断裂，以致外表光滑度变差，刀具的寿命也受到影响，因此含碳量过低的钢不宜在退火状态切削加工。随着含碳量增加，退火钢中铁素体量削减而珠光体量增多，钢的延展性降低而硬度和强度增加，从而使钢的切削加工性有所改善。生产上含碳量0.25%的低碳钢大多在热轧或高温正火状态或冷拔塑性变外形态进展切削加工。含碳并超过 0.6%时属于高碳钢范围，它们大多通过球化退火获得合格的球化组织，使硬度适当降低之后再进展切削加工。含碳量在0.250.6%之间的中碳钢,为了获得较好的外表光滑度，经常实行正火处理获得较多的

6、细片状珠光体，使硬度适当提高些。对含碳量在 0.5%以上的中碳钢宜实行一般退火或淬火加高温回火的调质处理，以获得比正火处理略低的硬度，易切削加工。【典型零件选材及热处理工艺分析】以轴类零件为例：轴的工作条件失效方式及对性能的要求：轴主要是起支承传动零件并传递扭矩，工作条件 承受高变扭转载荷、高变弯曲载荷或拉一压载荷； 局部轴颈、花键等承受磨擦和断裂，个别状况下发生塑性变形或腐蚀失效。性能要求： 高的疲乏强度，防止疲乏断裂； 优良的综合机械性能，即较高的屈服强度的抗拉强度，较高的韧性，防止塑性变形及过载或冲击载荷下的扭转和折断； 局部承受磨擦的部位具有高硬度和耐磨性，防止磨损； 在特别条件下工作的转的材料应具有特别性能，如蠕变抗力，耐腐蚀性等。轴的选材及热处理1机床主轴机床主轴承受中等扭转弯曲复合载荷，转速中等并承受肯定的冲40Cr工艺路线：下料锻造正火粗加工调质精加工局部外表淬火+低温回火精磨成品。高硬度和耐磨性。45造。对于要求高精度、高尺寸稳定性及耐磨性的主轴的镗床主轴，往往38CrMoAlA墨铸铁等。0.350.50%35、4045AAA345负荷要求耐磨，耐冲击及耐疲乏的轴，应选用 40Cr、45Mn35SiMn、38CrMoAlA 等合金钢，这类钢经适当的热处理可以改善其机械性能，承受力量高及耐磨性强，高强度的球墨铸铁可以用来制造压缩机曲轴