轴类零件选材及热处理28页PPT
轴类零件的材料与热处理
轴类零件的材料与热处理一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。
对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。
对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。
对高精度和高转速的轴，可选用38CrMoAl 钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。
附：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。
淬火能显著提高·钢的强度和硬度。
如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。
所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析⑴ 主轴毛坯的制造方法锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。
⑵ 主轴的材料和热处理45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。
①毛坯热处理采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。
②预备热处理粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能③最终热处理主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
加工阶段的划分①粗加工阶段用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件裂纹等缺陷。
②半精加工阶段为精加工作好准备③精加工阶段把各表面都加工到图样规定的要求。
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。
工序顺序的安排毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。
轴的常用材料及热处理.
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轴的常用材料及热处理
二、轴的常用材料热处理
如 45 钢 ， 经 正 火 、 调质及部分表面淬 火等热处理，
一般轴类零件 常用中碳钢， 得到所要求的强度、 韧性和硬度。
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轴的常用材料及热处理
对中等精度而 转速较高的轴 类零件，
一般选用合金 钢 （ 如 40Cr 等），
轴的常用材料及热处理
轴的常用材料及热处理
一、轴的性能要求
二、轴的常用材料热处理
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轴的常用材料及热处理
一、轴的性能要求
好的综合 力 学 性 能 （强度和塑 性、韧性良 好配合）以 防止断裂。
高的疲劳 强度
轴颈、花键等处 较高硬度与耐磨 性
Produced by Мis具有较高 的综合力学性 能。
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轴的常用材料及热处理
对在高转速、重 载荷等条件下工 作的轴类零件，
可选用20CrMnTi 、 20Mn2B、20Cr等低 碳合金钢
经 渗碳 淬火处 理后 ， 具有很高的表面硬度， 心 部则 获得较 高的 强 度和韧性。
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轴类零件的热处理
轴类零件的热处理一。
内燃机曲轴由于内燃机曲轴承受周期性变化的气体压力，曲柄连杆机械的惯性力，扭转和弯曲应力以及冲击力,在高速内燃机中还存在扭转振动,也会造成很大应力。
这会影响曲轴的使用寿命。
故对内燃机曲轴材料和加工工艺的选择，是有一定的要求（高强度，有一定的冲击韧性和轴颈处高的耐磨性等).特别是材料的热处理.1低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁2.中速内燃机，采用调质碳钢或合金钢，如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及球墨铸铁。
3。
高速内燃机,采用高强度合金钢，如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等4。
110型柴油机曲轴： QT60—2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2，αk＞15N。
m/mm^2,（试样20×20×110mm），轴体HB240—300，轴颈HRC≥55，珠光体数量:试棒≥75%,曲轴≥70%。
二.蜗杆的热处理1。
:负荷不大，断面较小的蜗杆材料45 调质，HB220—2502.有精度要求（螺纹磨出）而速度＜2m/s.材料45 淬火,回火，HRC45-503。
滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆材料15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56—624.:滑动速度＞2m/s(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度为0。
4的蜗杆,如立车中的主要蜗杆材料20Cr,20Mn2B 900—950℃渗碳，800-820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-625.：要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆材料: 18CrMnTi、20SiMn VB 处理同上，HRC56—626.:要求足够耐磨性和硬度的蜗杆材料: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火，HRC5-507。
：中载、要求高精度并与青铜蜗轮配合使用(热处理后再加工丝扣）之蜗杆:材料35CrMo 调质， HB255—303（850—870℃油淬,600-650回火) :8。
PPT-滚动轴承钢及其热处理
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二、滚动轴承钢的化学成分及应用
B、合金元素：主要加入Cr以提高淬透性、形成 、合金元素：主要加入 以提高淬透性 以提高淬透性、 合金碳化物、细化组织、降低过热敏感性、 合金碳化物、细化组织、降低过热敏感性、提高抗 蚀性， 蚀性，不同牌号含量 0.4 ～1.65﹪；加入 Si、Mn ﹪ 、 提高淬透性； 提高淬透性、 提高淬透性；加入 Mo提高淬透性、提高抗回火稳 提高淬透性 定性；加入RE改善夹杂物的形态分布 细化晶粒、 改善夹杂物的形态分布、 定性；加入 改善夹杂物的形态分布、细化晶粒、 提高韧性。 提高韧性。 C、高的冶金质量：应具有高的纯洁度和良好的 、高的冶金质量： 组织均匀性等，特别对非金属夹杂含量、碳化物偏 组织均匀性等，特别对非金属夹杂含量、 析度等严格控制。 析度等严格控制。
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二、滚动轴承钢的化学成分及应用
代表牌号如GCr15、GCr15SiMn，见GB/T 、 代表牌号如 ， 18254《高碳铬轴承钢》。 《高碳铬轴承钢》 （2）应用：广泛用于制造各种中小轴承零件。 ）应用：广泛用于制造各种中小轴承零件。 3、渗碳轴承钢 、 成分属优质渗碳钢，牌号如G20CrMo、 成分属优质渗碳钢，牌号如 、 G20CrNiMo，见GB/T3203《渗碳轴承钢技术条 ， 《 件》。 主要用于制造承受强烈冲击载荷或大型机械用轴 承零件，如冶金、矿山机械、农用机械、 承零件，如冶金、矿山机械、农用机械、机车轴承 等。
轴类零件的热处理
轴类零件的热处理一.内燃机曲轴由于内燃机曲轴承受周期性变化的气体压力,曲柄连杆机械的惯性力，扭转和弯曲应力以及冲击力,在高速内燃机中还存在扭转振动，也会造成很大应力。
这会影响曲轴的使用寿命。
故对内燃机曲轴材料和加工工艺的选择，是有一定的要求（高强度,有一定的冲击韧性和轴颈处高的耐磨性等)。
特别是材料的热处理.1低速内燃机，采用正火状态的碳钢、球墨铸铁2.中速内燃机，采用调质碳钢或合金钢，如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及球墨铸铁.3。
高速内燃机，采用高强度合金钢，如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等4。
110型柴油机曲轴： QT60-2正火，中频淬火,σb≥650N/mm^2,αk＞15N。
m/mm^2,(试样20×20×110mm）,轴体HB240-300，轴颈HRC≥55,珠光体数量：试棒≥75%,曲轴≥70%.二。
蜗杆的热处理1。
:负荷不大，断面较小的蜗杆材料45 调质,HB220—2502.有精度要求（螺纹磨出)而速度＜2m/s.材料45 淬火,回火，HRC45—503。
滑动速度较高，负荷较轻的中小尺寸蜗杆材料15 渗碳,淬火，低温回火，HRC56-624.:滑动速度＞2m/s(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度为0.4的蜗杆，如立车中的主要蜗杆材料20Cr，20Mn2B 900—950℃渗碳，800—820℃油淬，180-200℃低温回火，HRC56-625.：要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆材料： 18CrMnTi、20SiMn VB 处理同上 ,HRC56-626。
：要求足够耐磨性和硬度的蜗杆材料: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬，回火,HRC5-507。
:中载、要求高精度并与青铜蜗轮配合使用(热处理后再加工丝扣）之蜗杆:材料35CrMo 调质， HB255—303(850-870℃油淬,600-650回火）:8。
轴承的材料及热处理ppt实用资料
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（二）轴承钢热处理
1)始锻温度：1150(1120)℃，终缎温度：850(800)℃。 2)锻造前清除表面缺陷，尽量预热后再快速加热。 3)温加工时，应避免200-400℃的蓝脆区。热加工时，应避 免进入高温脆区(大于1250℃)。应尽量避免进入热脆区 (800-950℃)。
2)球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。
A 水：一般温度不超过40℃，不得有油，肥皂等杂质。
3)各种轴承钢淬火与+低脂温回润火及滑硬正度 常，能在较大冲击振动条件下使用，如机车车辆
用GCr15SiMn和ZGCr15SiMn材料制造的套圈和滚子为HRc60-64,钢球为HRc60-66。
三、我国轴承材料及热处理的发展方向预测
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（一）套圈与滚动体材料
1.高碳铬轴承钢
C 油：包括机油，锭子油，变压器油，柴油等。 退火：是生产中常用的预备热处理工艺，是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺 。
三（、一我 ）国套轴圈承与材滚料动典及体型热材处料牌理的号发展：方G向C预测r15、GCr15SiMn、ZGCr15、ZGCr15SiMn
度为-40-130℃范围，经高温回过火后，其适应工作温度可 高达250℃。
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（一）套圈与滚动体材料
（一）套圈与滚动体材料 （一）套圈与滚动体材料
22.渗碳碳轴轴承承钢钢
退火：是生产中常用的预备热处理工艺，是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺
（一）套圈与滚动体材料
《轴类零件加工》课件
CONTENTS 目录
• 轴类零件概述 • 轴类零件加工工艺 • 轴类零件加工设备与工具 • 轴类零件加工实例分析 • 轴类零件加工中的常见问题与解决方
案 • 轴类零件加工技术的发展趋势与展望
CHAPTER 01
轴类零件概述
轴类零件的定义与分类
总结词
描述轴类零件的基本定义，以及根据不同的分类标准（如用途、材料、尺寸等）进行分类的详细情况 。
新型刀具材料与涂层技术的应用
新型刀具材料
随着制造业的发展，传统的刀具材料已难以满足高效、 高精度、高可靠性加工的需求。新型刀具材料如超硬材 料、陶瓷、金属陶瓷等具有更高的硬度、耐磨性和耐热 性，能够承受更高的切削速度和进给速度，提高加工效 率和质量。
涂层技术
涂层技术是提高刀具性能的重要手段。通过在刀具表面 涂覆硬质涂层、超硬涂层或纳米涂层，可以显著提高刀 具的耐磨性、耐热性和抗粘结性，延长刀具使用寿命， 减少换刀次数和停机时间。
轴类零件的加工流程
粗加工
去除毛坯多余部分，初步形成 轴类零件的形状。
精加工
对轴类零件进行精细加工，确 保达到设计要求的精度和表面 质量。
毛坯准备
根据零件需求选择合适的材料 ，并进行粗加工，形成毛坯。
半精加工
进一步加工轴类零件，使其达 到初步精度要求。
质量检测
对加工完成的轴类零件进行质 量检测，确保符合设计要求。
对精磨后的主轴进行超精磨加工，进一步提高其表面质 量和耐磨性。
注意事项
在磨削过程中，要特别注意控制主轴的几何精度和表面 粗糙度，同时要选择合适的砂轮和磨削参数，以保证加 工质量和效率。
CHAPTER 05
轴类零件加工中的常见问题与解决 方案
轴类零件加工课件-PPT课件
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4)表面粗糙度 轴类零件的各加工表面均有表面粗糙度的 要求。一般说来,支承轴颈的表面粗糙度要求
为Ra0.63～0.16μm。配合轴颈的表面粗糙度 Ra2.5～0.63μm。
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CA6140型车床主轴简图
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3.轴类零件的材料与毛坯
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轴的种类
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2.轴类零件的主要技术要求
1)尺寸精度 轴颈是轴类零件的重要表面,它的直径精度根 据使用要求通常为IT6～IT9,有时可达IT5。 2) 形状精度 轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)应限制 在直径公差范围之内。对几何形状精度要求较高 时,则应在零件图上专门标注形状公差。
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(3)减小表面粗糙度值。因为每颗磨粒切削厚度变小,表 面切痕深度浅,表面粗糙度值小,作用在工件上的法向磨削力 也相应减小,所以又可提高加工精度。
但高速磨削对砂轮、机床均有一些特殊要求,应予充分 注意。
• 必须提高砂轮的强度,以免砂轮因离心力而破裂,按切 削速度规范选用砂轮。
• 砂轮主轴的轴承间隙要适当加大,冷态间隙为0.04～ 0.05mm,热态间隙为0.03mm左右。
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2.加工阶段的划分
由于轴是多阶梯（机床主轴还带通孔）的零件,切除大 量金属后,会引起残余应力重新分布而变形,故安排工序时, 一定要粗精分开,
(1)粗加工阶段: 目的:切除大部余量,提高生产率,留足够余量,及时发
现缺陷。
粗加工之后安排调质处理：提高综合机械性能，为后 续热处理做准备；去除内应力。
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轴承零件的热处理.2021优秀PPT文档
2.3 渗碳体——Fe3C,铁原子和碳原子构成的 化合物（碳化物），正火晶系。
渗碳体的硬度很高，强度很大，显脆性。
一次渗碳体是残留化合物，是钢加热进行奥 氏体化时，未完全融化的碳化物；
二次渗碳体是析出碳化物，是钢在完成奥氏 体化后，冷却过程中从奥氏体中析出的碳化 物。
总之，通过热处理改变珠光体中碳化物的形状、粗细和分布， 可以控制钢的强度和硬度，在相同的抗拉强度下，球状的珠 光体比片状的疲劳强度有所提高。
2.5 马氏体——C在α－Fe中的过饱和固溶体， 体心正方晶体。
马氏体最主要的特征就是高硬度、高强度， 其硬度随着马氏体中碳含量的增加而升高， 当碳含量达到0.6%时，淬火钢的硬度接近最 大值，但塑性和韧性却明显下降。
3)为了满足特殊要求的造成性能 有些轴承 产品要求抗回火性能好，即在淬火后经 200~250℃回火仍需保持较高的硬度。可以 对其施以正火，而后退火。这样可以获得极 细的珠光体组织，这种组织淬火后硬度高、 抗回火性能好。
3.3 正火的工艺
正火工艺的关键在于选择加热温度和冷却方法。由 于正火的目的、正火前显微组织中碳化物的形态以 及套圈的壁厚不同，正火采用的温度及冷却方法也 有所差异，下表作一简介：
3) 若淬火前的原始组织为粗粒状、片状及粗片状的珠光体， 则其过热敏感性大，加热温度不易控制，淬火后组织不均匀， 使工件易变形与开裂，机械性能低劣；另外，片状珠光体硬 度较球状珠光体高，塑性较差，切削阻力大，切削不易分离， 使加工表面粗糙度升高。零件的车加工精度很难保证，这种 原始组织必须经正火后再次退火处理。
1) 均匀的、细粒状的珠光体，比粗粒状、片状的、粗片状的 珠光体热处理加热温度范围窄，温度容易控制；且塑性好、 切削阻力小，便于切削加工。
轴类零件的材料、毛坯及热处理PPT资料优选版
轴为类了零 获件得的较工材好料的之、综毛合前坯力及学，热性处能以理，轴可常需纠要调正质处淬理。火引起的局部变形。之前，以可纠正淬火引起的局部变形。
轴类零件材料常用45钢、40 Cr、球墨铸铁等。 有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件
毛轴坯类余 零量件小材求时料，常调调用质4质5可钢安后、排40在索C粗r、车氏球之墨前体铸进铁行组等。。织要均匀细化，而且要求离表面8～
对于氮化钢（如38CrMoAl），需在渗氮之前进行调质和低温时效处理。
如毛要坯进 余行量表小1面时0淬，m火调，质m一可般安层安排排在内在粗精车铁加之工前素之进前行体，。以含可纠量正淬不火引超起的过局部5变%形。，否则会造成氮化脆性而
对于氮化钢（如38CrMoAl），需在渗氮之前进行调 对精度要求高的轴，在淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理（在160℃油中进行长时间的低温时效），以保证尺寸精度。
有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件 对于氮化钢（如38CrMoAl），需在渗氮之前进行调质和低温时效处理。
质和低温时效处理。对调质的质量要求也很严格，不仅要 毛坯余量大时，调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以消除粗车时产生的残余应力；
毛坯余量小时，调质可安排在粗车之前进行。
轴轴类最零 常件用材的以料毛常坯消用是圆4除5棒钢料粗、和40锻车C件r、时球墨产铸铁生等。的残余应力；毛坯余量小时，调质可安
毛坯余量小时，调质可安排在粗车之前进行。
毛轴坯最余 常量用小的排时毛，坯在调是质圆粗可棒安料车排和在锻之粗件车前之前进进行行。。如要进行表面淬火，一般安排在精加
轴类零件的材料、毛坯及热 处理
机械设计中材料的选材与热处理PPT课件
⑻铸钢：ZG＋数字＋数字
（前边数字表示屈服强度值，后边数字表示抗拉强度值） 如：ZG270-500
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结构钢
㈠普通结构钢
普通碳素结构钢 普通低合金结构钢
1、普通碳素结构钢：碳含量是在0.06％～0.38％，杂质比较多，但价格 便宜，成本低，适用于要求不高的机械零件和工程构件
a、普通钢 b、优质钢 c、高级优质钢
按S、P的含量分的，S、P含量越多，脆性越 大，质量也就越差高级优质钢：S、P去的特别好
分类方法比较多，按习惯叫即可，如45＃钢可被称为中碳钢、结构钢、优质钢
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4、牌号
⑴普通碳素结构钢：用Q＋数字（屈服强度数值）表示
⑵优质碳素结构钢：用钢中平均碳含量分数的两位数字表示， 单位为万分之几，也就是说用碳含量万分之几表示
抗拉强度→
伸长率←
弹行模量→
硬度→
冲击韧度←
性能
减震性←
疲劳极限→
热疲劳抗力←
耐磨性→
可加工性←
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钢
钢具有高的强度、韧性和塑性，并可用热处理方法改善 其力学性能和加工性能。
钢制零件的毛坯可用锻造、冲压、焊接或铸造等方法 取得，因此其应用极为广泛。
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• 牌号：QT500－7（QT：球铁的汉语拼音首字母，500代表最低抗拉强度值，7代表最低
延伸率值）
• 成分（QT500－7）： 碳含量：3.6％～3.8％，硅含量：2.5％～2.9％ 锰含量≤0.6% ， 硫含量≤0.025％，磷含量≤0.08％
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
轴类零件选材及热处理
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴