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机械工程材料复习

7)高精度零件可增加去应力退火，精密零件甚至进行冷处理； 8)调质一般放在粗加工之后，半精加工之前。 2 热处理在工艺路线中的位置 教材表7.2

第八章 常用零件选材

⒈掌握轴类零件选材

⑴轴常用材料

调质钢（45、?）、合金调质钢（40Cr、40MnB、?）、合金渗碳（20CrMnTi、?）、专用氮化钢（38CrMoAlA）、?等 ⑵机床轴按工作条件分为三类。

1）轻载主轴： 低工作载荷＋小冲击载荷＋轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。45钢、调质或正火处理，耐磨的部位高频表面淬火强化。

2）中载主轴： 中等载荷＋磨损较严重＋有一定冲击载荷，例如铣床主轴。合金调质钢，如40Cr钢，经调质处理，耐磨部位进行表面淬火强化。

3）重载主轴 工作载荷大＋磨损严重＋冲击载荷都严重，组合机床主轴。20CrMnTi钢制造，经渗碳、淬火处理。

4）高精度主轴 精密镗床的主轴。一般用38CrMoAlA专用氮化钢制造，经调质处理后，进行氮化及尺寸稳定化处理。

⑶ 重点掌握轴类零件加工工艺路线

CM6140车床主轴：轻载主轴 工作载荷小，冲击载荷不大，轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。45钢、调质或正火处理，耐磨的部位高频表面淬火强化。 选材：45钢

热处理技术条件：整体调质、硬度220～250HBS；轴颈和锥孔进行表面淬火，硬度52～58HRC 加工工艺路线：

下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→表面淬火及低温回火→磨削加工 主轴(45钢)采取各种热处理工艺

锻造---热加工，可以改善铸态组织，提高材料致密度和力学性能

正火目的---在于得到合适的硬度，便于切削加工；改善锻造组织，为调质做准备

调质---淬火+高温回火，得到的组织为回火索氏体，使主轴得到较高的综合机械性能和疲劳强

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度，还为最终的高频表面淬火做准备。安排在粗加工之后，半精加工之前。 轴颈和锥孔：进行表面淬火+低温回火，目的在于提高硬度，增加耐磨性。

⒉重点掌握齿轮类零件材料选择

材料的要求：高的接触疲劳强度、高的抗弯强度、良好的切削性能、淬火性能

齿轮常用材料：锻钢、优质碳素钢： 45、 合金调制合金钢： 40Cr、合金渗碳钢20CrMnTi、? 1）轻载齿轮： 低工作载荷＋小冲击载荷＋轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。45、45钢、调质或正火处理，耐磨的部位高频表面淬火强化。

2）中载齿轮： 中等载荷＋磨损较严重＋有一定冲击载荷，例如铣床主轴。合金调质钢，如40Cr钢，经调质处理，耐磨部位进行表面淬火强化。

3）重载齿轮 工作载荷大＋磨损严重＋冲击载荷都严重，组合机床主轴。20CrMnTi钢制造，经渗碳、淬火处理。

4）高精度齿轮 精密镗床的主轴。一般用38CrMoAl专用氮化钢制造，经调质处理后，进行氮化及尺寸稳定化处理。热处理：

软齿面 (大轮或大小轮硬度 ≤ 350HB)：正火＋调质 硬齿面 (硬度 > 350HB )：渗碳淬火＋氮化 采用材料：A 20CrMnTi钢渗碳 B 40Cr碳氮共渗

⑴20CrMnTi钢、渗碳

热处理技术条件：

表层WC：0.8～ 1.05%，渗碳层深度0.8～ 1.3mm，齿面硬度：58～ 62HRC，心部硬度：33～ 45HRC 加工工艺路线

下料→锻造→正火→粗加工、半精加工→渗碳、淬火及低温回火→喷丸→磨削加工 各种热处理工艺

正火—950～ 970℃，空冷，179 ～217HBS，目的是为了得到合适的硬度，便于切削加工，改善锻造组织。

渗碳及淬火— 920 ～940℃，保温4～6h，预冷至830～850℃，油淬。渗碳通过渗入碳原子可以同时改变零件化学成分和组织，达到从这两方面来提高零件硬度、耐磨性和高疲劳强度。淬火是为了获得高硬度的马氏体。

回火—低温回火180±10℃，保温2h，得到回火马氏体，保持高硬度、高耐磨性，消除应力，降低脆性。

⑵40Cr进行碳氮共渗

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