Cr车床主轴热处理工艺设计
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计45号钢车床主轴热处理工艺设计学生姓名:X X X学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx二〇一一年十二月课程设计任务书题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。
(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。
(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)(1)零件使用工况及对零件性能的要求分析;(2)45号钢材料成分特点及性能特点分析;(3)车床主轴热处理工艺参数;(4)表面淬火方式确定;(5)设计说明书撰写，不低于3000字。
3、主要参考文献[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7.[2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980[4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。
第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。
指导教师日期年月日 (签字)教研室意见:年月日学生(签字):接受任务时间: 年月日课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计分得评分项目评价内涵值分遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。
40cr机床主轴热处理工艺流程
40cr机床主轴热处理工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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车床主轴箱齿轮的选材与热处理
车床主轴箱齿轮的选材与热处理一、车床主轴箱齿轮图如下：二、车床主轴箱齿轮的工作条件：车床主轴箱是一变速装置，通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转速，而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮的旋转。
所以齿轮会受到外力的影响，从而导致齿轮自身会产生相应的应力。
虽然齿轮所承受的应力远低于材料的屈服点，但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断裂。
齿轮在转动过程中，接触面的齿面会产生滑动摩擦，从而磨损齿面而导致轮齿的断裂。
齿轮在传动过程中，会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击载荷的作用，从而使齿轮变形甚至断裂。
以上均是齿轮的工作环境，为了能使齿轮在上述环境下能正常工作，就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
三、车床主轴箱齿轮材料的性能及选择：首先分析一下车床主轴箱齿轮材料的力学性能要求；为了满足齿轮的工作的条件，防止出现疲劳、磨损以及断裂等情况的出现，需要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面有较高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，通常情况下要求齿轮心部的硬度达170-217HB齿面硬度达45-50HRC。
根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。
其中铸铁的含碳量较高，因此其硬度和耐磨性都较好。
但有一点，其塑性、韧性都较差，不过价格较便宜，对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮可用铸铁；若用钢材制作齿轮则需考虑钢的含碳量，低碳钢的含碳量小于等于0.25%，含碳量较低，因此塑性、韧性较好，强度、硬度较低，很容易变形，不适合做齿轮；高碳钢的含碳量在0.60%~2.11%之间，含碳量较高，所以其强度、硬度及耐磨性都较好，但塑性、韧性差易断裂，也不适合做齿轮；中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。
车床主轴的选材 加工路线 热处理
选择车床主轴材料,设计合理的加工路线,热处理工艺方案摘要：根据车床主轴的工作情况,对材料的选用、其加工路线及相应的热处理工艺进行了分析,并就其操作提出了自己观点。
关键词：车床主轴；加工路线；热处理工艺；材料一、材料的选择主轴是车床上传递动力的零件，传递着动力和各种负荷，它的合理选材直接影响整台车床的精度和使用寿命。
其主要实效形式如下：1、受横向力并传递扭矩，承受交变弯曲应力和扭应力，常常发生疲劳断裂。
2、轴颈和花键等部位发生相对运动，承受较大的摩擦，轴颈表面产生过量的磨损。
3、承受一定的过载和冲击和载荷，产生过量弯曲变形，甚至发生折断或扭断。
所以所选的材料应满足：良好的综合力学性能，即具有较高的强度刚度、足够的韧性、疲劳强度、变形小及对应力集中的敏感性低等性能以防止过载和冲击断裂，还要有良好的切削加工性，高的表面硬度和良好的耐磨性，以防止轴颈摩损。
在设计时要充分考虑：1、主轴的工作特性和技术要求。
主轴的摩檫和磨损情况;主轴的载荷大小和载荷性质。
2、主轴热处理的要求。
主轴的工作状况;主轴精密度和光洁度;主轴弯曲载荷和扭转力矩;主轴转速;主轴有无冲击载荷。
3、主轴热处理加工工艺实行的可能性以及经济性。
轴的常用材料为碳素钢和合金钢。
合金钢比碳素钢具有更高的机械性能和更好的热处理性能。
含不同合金的钢可获得各种特殊性能。
因此，对于载荷大并要求尺寸小，重量轻、耐高温或耐磨性、抗腐蚀性能要求高的轴可采用合金钢。
合金钢对应力集中的敏感性高，因此设计时应从结构上避免或减小应力集中，并降低其表面粗糙度的数值。
由于在常温下合金钢的弹性模量与一般碳素钢差不多，故选合金钢对提高轴的刚度没有实效。
而对形状复杂的轴可采用球墨铸铁。
球墨铸铁具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中的敏感性低，且价格低廉，加工性好。
但球墨铸铁的强度较低。
我们一般主轴承受交变弯曲应力和扭应力，在轻度或中等载荷、转速不太高，精度不很高，冲击、交变载荷不大的情况下，具有普通力学性能就能满足要求，一般采用45钢制造。
机械工程---40Cr车床主轴热处理工艺
40Cr车床主轴热处理工艺摘要本课设计了40cr车床主轴热处理工艺设计，主要的工艺过程包括锻造`预备热处理（正火)`淬火+高温回火等过程。
通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得性能良好的40Cr车床主轴并且满足各种性能的要求。
主轴。
40Cr为中碳合金钢，预备热处理是正火，正火的加热温度通常为Ac3 以上30~ 50C,而对于中碳合金钢的正火温度通常为Ac3以上50~ 100C, 热温度范围为850~900C,选870C.主要目的是为了获得定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。
主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到中28~60mm,油淬时可淬透到D15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为 HB174~229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
关键词：40Cr，车床主轴，热处理工艺。
工作环境要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性性能要求（1）高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；（2）优良的综合力学性能，即强度和塑性，韧性有良好配合，以防止过载和冲击断裂；（3）局部承受摩擦的部位应具有高硬度和耐磨性，防止磨损失效；选材40Cr钢的性能中碳调质钢﹐洽徽模具钢。
该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。
在温度550~570°℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。
车床主轴加工工艺过程分析
车床主轴加工工艺过程分析【摘要】随着经济的快速发展，工业中的机械行业也在不断发展中，车床是机械行业中重要组成部分之一，车床也从以前的人工操作演化成为数控车床,但是在生产车床主轴上还存在一定问题,本文就从车床主轴加工工艺过程这方面进行分析。
【关键词】车床主轴;加工工艺过程一、前言在机械行业的发展中，车床起到了最为关键的作用，由于车床上的技术也在不断的进步，但是关于主轴的加工工业过程的所涉及的问题,促使技术人员在不断的努力完善。
二、主轴的材料和热处理45钢是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。
选择合适的材料并在整个加工过程中安排足够和合理的热处理工序,对于保证主轴的力学性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。
车床主轴的热处理主要包括以下几方面。
1、毛坯热处理。
车床主轴的毛坯热处理一般用正火,其目的是消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀,以利于切削加工。
2、预备热处理。
在粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,提高其综合力学性能,同时,细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。
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。
精度要求高的主轴,在淬火回火后还要进行定性处理。
定性处理的目的是消除加工的内应力,提高主轴的尺寸稳定性,使它能长期保持精度。
定性处理是在精加工之后进行的,如低温人工时效或水冷处理。
热处理次数的多少决定于主轴的精度要求、经济性以及热处理效果。
车床主轴一般经过正火、调质和表面局部淬火3个热处理工序,无需进行定性处理。
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力。
为了保证加工质量，稳定加工精度，车床主轴加工基本上划分为下列三个阶段。
(1)粗加工阶段。
Cr热处理工艺
40Cr热处理工艺淬火一般840-860度回火一般480-520度，根据要求硬度确定调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。
调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。
如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。
为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。
通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。
小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度。
工件调质处理的操作，必须严格按工艺文件执行，我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。
45钢的调质处理：45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。
如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。
不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。
我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。
工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。
因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。
由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。
Cr钢常见的热处理工艺
ML20Cr
强度高于ML20钢，冷变形塑性好，无回火脆性
常用于制作螺钉、螺栓、弹簧座、固定销等
ML20Cr
强度高于ML25钢，冷变形塑性好，可加工性较差
常用于制作螺钉、螺栓、弹簧座、固定销等
常见的热处理工艺
热处理工艺
工艺参数
硬度要求
工艺特点去应力退火加热 Nhomakorabea00~720℃，保温，空冷
≤179HBS
消除残余应力，消除加工硬化
完全退火
加热860~890℃，保温，炉冷
≤179HBS
消除残余应力，降低硬度
不完全退火
加热790℃，保温8h，690℃等温3h，出炉筒冷
获得粒状珠光体
正火
加热870~900℃，保温，空冷
≤217HBS
加热温度在Ac3836℃线之上细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少量铁素体组织
加热880℃，保温，油冷。再加热780℃，保温，400℃硝盐浴等温5min后油冷(200℃回火1h)??获得板条马氏体，变形小。ób：，δ5：%
加热920℃，保温，10%NaCl水冷(350℃回火1h)?37HRC?获得回火屈氏体。ób：1200MPa，ós：1000Mpa，αk：cm2，K1c：
回火
淬火
加热860~880℃，保温，水冷或油冷
34~38HRC
淬火温度高，淬透性低，变形较大，硬度低，耐磨性差
加热880℃，保温，200℃硝盐分级后油冷(200℃回火1h)??获得板条马氏体，变形小
加热880℃，保温，油冷。再加热820，200℃硝盐分级后油冷(200℃回火1h)??获得板条马氏体，变形小
铬轴承钢及其热处理工艺技术.pptx
下图所示为淬透的 Gcr15siMn 钢应力分布情况。 表层为拉应力，中心是压应力。
如果采用等温淬火获得下贝氏体，那么,GCr15钢中的 残余应力符号与普通淬火后的应力符号相反。
(2)影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素
① 碳的影响
对珠光体转变区来说，亚共析钢随钢中含碳量的增加， 而奥氏体更稳定;共析钢随钢中含碳量的增加，而奥氏体 稳定性减小。对贝氏体转变区来说，不论何种钢都随含碳 量的增加而大大增加其稳定性。一般认为铬轴承钢过冷奥 氏体的稳定性随奥氏体中碳浓度的增加而增大。
第八章 铬轴承钢及其热处理 第一节 铬轴承钢
一、对铬轴承钢要求 1.高的接触疲劳强度 2.高的耐磨性 3.高的弹性极限 4.高的硬度 5.一定的韧性 6.良好的尺寸稳定性 7.良好的工艺性能 二、铬轴承钢的生产过程以及品种规格(略) 三、铬轴承钢的化学成分及其适用范围(略) 四、合金元素在轴承钢中的作用(略) 五、铬轴承钢的性能(略) 六、铬轴承钢的材料缺陷(略)
4. ．奥氏体晶粒的长大加热温度
在未溶碳化物相区晶粒长大较慢，而在高温单奥氏 体相区晶粒长大较快，因为在高温区内碳化物质点对晶界 迁移的阻碍作用消失。
三、铬轴承钢冷却时的组织转变
1.无限缓慢冷却时的组织转变
当铬轴承钢从加热至均匀奥氏体状态冷如到 Acm时， 从富集碳和铬的奥氏体晶界处开始析出二次碳化物并沿晶 界分布（呈网伏）。冷至A 1 ‘ ’时，发生共析转变。 随着温度的不断下降，奥氏体不断向珠光体转变，奥氏体 数量不断减少，珠光体数量不断增加。当温度达 A 1 ‘ 时，奥氏体全部转化为珠光体。值得注意的是，在温 度A 1 ’ ~ A 1 ‘ ’范围内的某一温度停留都对应着一 定量的奥氏体和珠光体，但具相对数量不能用杠杆定律来 求得。
Cr车床主轴热处理工艺设计
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目40Cr车床主轴热处理工艺设计学生姓名： X X X 学号： XXX所在院(系)：材料工程学院专业： 20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程指导教师： X X X 职称：讲师2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
目录1.摘要 (1)2 设计分析车床的使用工况及性能要求析 (6)40Cr钢的成分及性能点 (6)40Cr钢的元素成分及其作用 (6)40C r钢的性能 (6)热处理技术条件 (7)3 热处理工艺分析锻坯正火 (7) (8)热处理工艺 (8)操作技巧 (9)调质 (9)调质目的 (9)热处理工艺 (10)操作技巧 (10)锥孔及外锥体的局部淬火 (10)局部淬火方式 (10)热处理工艺 (10)操作技巧 (10)花键高频淬火 (11)淬火方式 (11)花键高频淬火工艺参数 (11)花键回火工艺参数 (11)操作技巧 (11)4 结语 (12)参考文献 (12)摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr 钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28～60mm,油淬时可淬透到Ф15～40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为HB174～229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
关键词：40Cr，车床主轴，热处理工艺。
2 设计分析车床的使用工况及性能要求分析图1为C6132卧式车床主轴零件简图。
该轴承受交变弯曲应力与扭应力，但由于承受的载荷与转速均不高，冲击作用也不大，故具有一般综合力学性能即可。
机床主轴材料特性与热处理工艺优化
机床主轴材料特性与热处理工艺优化一、引言机床主轴是机床的核心部件之一，其材料特性和热处理工艺对机床性能有着重要的影响。
本文旨在探讨机床主轴材料特性与热处理工艺的优化方法，以提高机床的性能和寿命。
二、机床主轴材料特性机床主轴的材料特性对机床的运行稳定性、刚性和耐磨性等方面有着重要的影响。
常用的机床主轴材料包括合金钢、高速钢、陶瓷等。
1. 合金钢合金钢由于具有良好的刚性和耐磨性，在机床主轴中广泛应用。
合金钢的主要特点是强度高、韧性好，适用于承受较大负载和高速旋转的工作条件。
同时，合金钢还具有较好的热稳定性，能够在高温环境下保持稳定的强度和硬度。
2. 高速钢高速钢作为一种特殊钢材，具有较高的硬度和耐磨性，在机床主轴的应用中表现出色。
高速钢的主要特点是硬度高、切削性能好，能够承受高速旋转和重负载的工作条件。
此外，高速钢还具有较好的热稳定性和耐热性，适合在高温环境下运行。
3. 陶瓷陶瓷作为一种新型材料，在机床主轴中有着不可忽视的优势。
陶瓷的主要特点是硬度高、耐磨性强，能够承受高速旋转和重负载的工作条件。
此外，陶瓷还具有较好的耐腐蚀性和热稳定性，能够在恶劣环境下保持良好的性能。
三、热处理工艺优化机床主轴在制造过程中需要进行热处理，以提高其组织结构的稳定性和硬度，增强其耐磨性和刚性。
热处理工艺的优化对机床主轴的性能提升具有重要意义。
1. 淬火工艺淬火是机床主轴中常用的热处理工艺之一。
通过控制加热温度和冷却速度，使机床主轴的组织结构发生相变，从而获得高硬度和优良的力学性能。
在淬火过程中，需注意控制加热温度和保持时间，使机床主轴的组织结构达到理想的状态。
2. 回火工艺回火是机床主轴的热处理工艺之一，通过对淬火后的机床主轴进行适当的加热处理，减缓其硬度和脆性，提高其韧性和稳定性。
回火过程中，需根据机床主轴的具体材料特性和要求，选择适当的回火温度和时间，以获得最佳的组织结构和性能。
3. 工艺参数优化热处理工艺中的参数选择对机床主轴的质量和性能有着直接影响。
车床主轴加工工艺流程
车床主轴加工工艺流程
一、原料准备
1.1 根据设计要求，选择合适的材料，如优质钢、合金钢等，确保其具有良好的机械性能和稳定性。
1.2 对原料进行质量检查，确保无缺陷、无锈蚀、无油污。
二、粗加工
2.1 对原料进行初步加工，去除多余部分，形成主轴的大致形状。
2.2 对粗加工后的主轴进行去毛刺、倒角处理，以确保后续加工的顺利进行。
三、半精加工
3.1 对主轴进行半精加工，进一步细化主轴的外形，为后续的热处理和精加工做准备。
3.2 在半精加工过程中，应确保主轴的几何尺寸、形位公差等符合设计要求。
四、热处理
4.1 对主轴进行热处理，如淬火、回火等，以提高其机械性能和稳定性。
4.2 热处理后，对主轴进行冷却、矫直等处理，以确保其直线度和几何精度。
五、精加工
5.1 对主轴进行精加工，如切削、磨削等，以进一步细化主轴的表面质量和几何精度。
5.2 在精加工过程中，应采用合适的切削参数和磨削参数，以确保主轴的加工质量和效率。
六、装配
6.1 根据设计要求，将主轴与其他零部件进行装配，如轴承、密封件等。
6.2 在装配过程中，应确保各零部件的配合精度和安装牢固性。
七、检测
7.1 对装配后的主轴进行检测，如几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等。
7.2 检测合格后，应进行必要的标记和记录。
八、包装
8.1 根据产品特点和客户要求，选择合适的包装材料和方式。
轴的热处理工艺-工程
轴的热处理工艺-工程一、工作条件以及材料与热处理要求1.条件:在滑动轴承中工作,υ周＜2m/S,要求表面有较高在硬度的小轴,心轴.如机床走刀箱、变速箱小轴..要求: 45、50,形状复杂的轴用40Cr、42MnVB.调质,HB228-255,轴颈处高频淬火,HRC45-502.条件: 在滑动轴承中工作,υ周＜ 3m/S,要求硬度高、变形小,如中间带传动装置的小轴要求: 40Cr、42MnVB 调质,HB228-255,轴颈高频淬火,HRC45-50.3.条件: υ周≥ 2m/S,大的弯曲载荷及摩擦条件下的小轴，如机床变速箱小轴，。
要求: 15、20、20Cr、20MnVB 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.4.条件: 高载荷的花键轴,要求高强度和耐磨,变形小.要求: 45 高频加热,水冷,低温回火,HRC52-58.5.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷,低速,精度要求不高,稍有冲击,疲劳负荷可忽咯的主轴,或在滚动轴承中工作,轻载,υ＜1m/s的次要花键轴.要求: 45 调质,HB225-255(如一般简易机床主轴)6.条件: 在滚动或滑动轴承中工作,轻或中等负荷转速稍高.ρυ≤150N.m/(cm^2.s),精度要求高,冲击,疲劳负荷不大.要求: 45 正火或调质,HB228-255,轴颈或装配部位表面淬火,HRC45-50.7.条件: 在滑动轴承中工作,中或重载,转速较高ρυ≤400N.m/cm^2.S,精度较高,冲击、疲劳负荷不大.要求: 40Cr 调质,HB228-255或HB248-286,轴颈表面淬火,HRC≥54,装配部位表面淬火HRC≥45.8.条件: 其他同上,但转速与精度要求比上例高,如磨床砂轮主轴.要求: 45Cr、42CrMo其他同上,表面硬度HRC≥56.9.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,中载、高速、心部强度要求不高,精度不太高,冲击不大,但疲劳应力较大,如磨床,重型齿轮铣床等主轴.要求: 20Cr 渗碳,淬火,低温回火,HRC58-62.10.条件: 在滑动或滚动轴承中工作,重载,高速(ρυ≤400N.m/cm^2.s)冲击,疲劳应力都很高.要求: 18CrMnTi 20Mn2B 20CrMnMoVA 渗碳淬火低温回火HRC≥59.11.条件: 在滑动轴承中回转,重载,高速,精度很高≤0.003mm,很高疲劳应力,如高精度磨床镗床主轴.要求: 38CrAlMoA 调质硬度HB248-286:轴颈渗氮,硬度HV≥900.12.条件: 电动机轴,主要受扭.要求: 35及45 正火或正火并回火,HB187及HB217.13.条件: 水泵轴,要求足够抗扭强度和防腐蚀.要求: 3Cr13及4Cr13 1000-1050℃油液,硬度分别为HRC42及HRC48.14.条件: C616-416车床主轴,45号钢(1)承受交变弯曲应力,扭转应力,有时还受冲击载荷.(2)主轴大端内锥孔和锥度处圆,经常与卡盘,顶针有相对摩擦.(3)花键部分经常磕碰或相对滑动(4)在滚动轴承中动转,中速,中载.要求:(1)整体调质后硬度HB200-230,金相组织为索氏体 .(2)内锥孔和外圆锥面处硬度HRC45-50,表面3-5mm风金相组织为屈氏体和少量回火马氏体.(3)花键部分硬度HRC48-53,金相组织同上15.条件: 跃进-130型载重(2.5吨)汽车半轴承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转,主要瞬时超载而扭断,要求有足够的抗弯、抗扭、抗疲劳强度和较好的韧性要求: 40Cr 35CrMo 42CrMo40CrMnMo 40Cr 调质后中频表面淬火,表面硬度HRC≥52,深度4-6mm,静扭矩6900N.m,疲劳≥30万次,估计寿命≥30万km金相组织: 索氏体+屈氏体(原用调质加高频淬火寿命仅为4万km)二、备注:1.(1-8)备注:主轴与轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷.在滚动轴承或轴颈上有轴套在滑动轴承中回转,轴颈不需特别高的硬度,可用45、45Cr,调质,HB220-250,50Mn,正火或调质HRC28-35.在滑动轴承中工作的轴承应淬硬,可用15、20Cr,渗碳,淬火,回火到硬度HRC56-62,轴颈处渗碳深度为0.8-1mm.直径或重量较大的主轴渗碳较困难,要求变形较小时,可用45或40Cr在轴颈处作高频淬火.高精度和高转速(＞2000r/min)机床主轴尚须采用氮化钢进行渗氮处理,得到更高硬度.在重载下工作的大断面主轴,可用20SiMnVB或20CrMnMoVBA,渗碳,淬火,回火,HRC56-62.2.(9)备注:内心强度不高,受力易扭曲变形表面硬度高,宜作高速低负荷主轴.热处理变形较大.3.(10)备注:心部有较高的σb及αk值，表面有高的硬度及耐磨性.有热处理变形.4.(11)备注:很高的心部强度,表面硬度极高,耐磨和变形量小.5.(12)备注:860-880℃正火6.(13)备注:或1Cr13 1100℃油淬,350-400℃回火,HRC56-62.7.(14)备注:加工和热处理步骤:下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精车外圆,钻中心孔,精车外圆,铣键槽→锥孔及外圆锥局部淬火,260-300℃回火→车各空刀槽,粗磨外圆,滚铣花键槽→花键高频淬火,240-260℃加火→精磨.。
50钢车床主轴热处理工艺设计
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目： 50钢车床主轴热处理工艺设计学生姓名： X X X学号： 201111102XXX 所在院(系)：材料工程学院专业： 20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程一班指导教师： X X X 职称：讲师2012年12月28日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴上具有高强度、硬度。
足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
而50号钢为优质碳素结构用钢，硬度、不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太适合，所有需要队50号钢进行适当的热处理。
在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造能力，减低硬度以及改造切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，使其硬度可达220——250HBS，提高主轴的硬度，使主轴达到良好的工作性能。
在锥孔进行局部用淬火使键槽部位不淬火硬，提高耐性；在花键部分可以采用高频淬火减少变形并达到表面淬火硬。
车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。
关键词：50钢，车床主轴，热处理工艺目录摘要 (Ⅰ)1、设计任务 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计分析 (1)1.3 设计的技术要求 (1)2、设计方案 (2)2.1 主轴设计的分析 (2)2.1.1工作条件 (2)2.1.2承受的载荷 (2)2.1.3主要失效形式 (2)2.2钢种材料 (3)2.2.1 50号钢的元素成分及作用 (3)2.2.2 50号钢的性能 (3)2.2.3 50号钢中碳和合金元素的作用 (3)3、设计说明 (4)3.1加工工艺流程 (4)3.2具体热处理工艺 (4)3.2.1锻坏正火处理工艺 (4)3.2.2调质处理工艺 (4)3.2.2.1调质的目的 (4)3.2.2.2热处理工艺 (4)3.2.3锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.2.4花键高频淬火 (7)4、分析与讨论 (10)5、结束语 (11)6、热处理工艺卡片 (12)参考文献 (13)1 设计任务1.1设计任务50号钢车床主轴热处理工艺1.2 设计分析通过对车床主轴的工作条件及性能要求分析，选择适当的材料，通过对50号钢材料成分的特点，确定车床主轴的热处理工艺。
本科毕业设计-车床的主轴设计
1前言1.1 研究目的及意义机械制造业作为一个传统领域已发展了很多年，积累了很多理论和实践的经验，但在21世纪随着微电子、计算机、通信、网络、信息、自动化等科学技术的迅猛发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求愈来愈强烈。
作为已深入到各行各业中并成为了基础工业的机械制造业正面临着严峻的挑战。
目前，随着全球制造业市场的逐渐形成，国际间的经济贸易交往和合作更加频繁紧密，竞争也愈来愈激烈，对于制造业来说，竞争的核心是新产品和现代先进制造业技术的竞争。
本次毕业设计通过对C620 车床主轴设计的研究由浅入深了解现代的机械制造技术，为今后的工作打下一个坚实的基础。
1.2国内外研究现状机械制造技术是研究产品的设计、生产、加工、制造、使用、维修等整个过程的工程学科，以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整系统工程。
目前，我国已加入WTO，机械制造业正面临着巨大的挑战与新的机遇。
因此，我国机械制造业不能单纯的沿着以前的轨道和其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线，而是要全面拓展，面向五化发展即全球化、网络化、虚拟化、自动化和绿色化。
现代制造业技术的发展过程由于其本身是针对一定的应用目标不断吸收各种新技术逐渐形成并不断发展的新技术，因此其内涵不是绝对正确和一成不变的。
信息技术对现代制造业的发展起着及其重要的作用，信息化是新世纪制造业技术发展的生长点。
信息技术对制造技术发展的作用已占据第一位，对现代制造技术的各方面发展将起着更重要的作用。
信息技术促进着制造、设计技术的现代化和加工制造的精密化、快速化，自动化方便的柔性化、智能化，制造过程的网络化、全球化。
各种先进的生产模式的发展，如CIMS、敏捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也都是以信息技术的发展为支撑。
现代制造技术正向着精微细的领域发展，扩展微小型机械、纳米级测量、纳米级加工制造技术的发展使制造工程学科的内容和范围进一步扩大，要用更新更广的知识来解决此领域的新课题。
Cr热处理
40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB330-380之间.40Cr--830-860℃油淬-->55HRC150℃回火--55HRC200℃回火--53HRC300℃回火--51HRC400℃回火--43HRC500℃回火--34HRC550℃回火--32HRC600℃回火--28HRC650℃回火--24HRC淬火工艺40Cr淬火850℃,油冷；回火520℃,水冷、油冷。
40Cr表面淬火硬度为HRC52-60，火焰淬火能达到HRC48-55。
氮化处理40Cr属于可氮化钢，其所含元素有利于氮化。
40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度，40Cr调质后氮化处理硬度最高能达到HRA72~78，即HRC43~55。
氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。
由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所化是活性氮化,现在比较常用的是气体氮化.特性毛坯的切削性能。
在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该用途这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、螺帽、进气阀等。
此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。
【供货状态及硬度】退火态，硬度≤207HBS。
40cr轴类零件轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件，外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：(一)尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。
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攀枝花学院学生课程设计（论文）题目 40Cr车床主轴热处理工艺设计学生姓名： X X X学号： 201111102XXX所在院(系)：材料工程学院专业： 20XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程指导教师： X X X 职称：讲师2013年12月15日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表目录1.摘要……………………………………………………………………………….12 设计分析2.1车床的使用工况及性能要求析 (6)2.240C r钢的成分及性能点 (6)2.2.140C r钢的元素成分及其作用 (6)2.2.240C r钢的性能 (6)2.3热处理技术条件 (7)3 热处理工艺分析3.1锻坯正火 (7)3.1.1锻坯正火的作用 (8)3.1.2热处理工艺 (8)3.1.3操作技巧 (9)3.2调质 (9)3.2.1调质目的 (9)3.2.2热处理工艺 (10)3.2.3操作技巧 (10)3.3锥孔及外锥体的局部淬火 (10)3.3.1局部淬火方式 (10)3.3.2热处理工艺 (10)3.3.3操作技巧 (10)3.4花键高频淬火 (11)3.4.1淬火方式 (11)3.4.2花键高频淬火工艺参数 (11)3.4.3花键回火工艺参数 (11)3.4.4操作技巧 (11)4结语 (1)2参考文献 (1)2摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28～60mm,油淬时可淬透到Ф15～40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为HB174～229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
关键词：40Cr，车床主轴，热处理工艺。
2 设计分析2.1车床的使用工况及性能要求分析图1为C6132卧式车床主轴零件简图。
该轴承受交变弯曲应力与扭应力，但由于承受的载荷与转速均不高，冲击作用也不大，故具有一般综合力学性能即可。
但在主轴大端的内锥孔和外锥体，因常与卡盘、顶尖有相对摩擦；花键部位与齿轮有相对滑动，故这些部位要求较高的硬度与耐磨性；主轴在滚动轴承中运转，工作时因轴颈与轴承不发生摩擦，故轴颈无耐磨性要求。
图1 C6132卧式车床主轴零件图2.2 40Cr钢的成分及性能特点2.2.1 40Cr钢的元素成分及其作用40Cr钢的元素成分及作用如下表：表2.1 40Cr钢的元素成分及作用[1]元素C Si Mn Cr含量0.37~0.440.17~0.37:0.50~0.800.80~1.10作用固溶强化提高淬透性提高回火稳定性2.2.2 40Cr钢的性能为了了解40Cr钢的性能我们查热处理手册得到的标准性能如下：中碳调质钢，冷镦模具钢。
该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。
在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。
2.3 热处理技术条件车床主轴适合一般力学性能，根据对该轴工作条件的分析，以及结合选材情况，热处理技术条件如下：1)整体调质后硬度为220～250 HBW；2)内锥孔和外锥体硬度为45～5O HRC；3)花键部分硬度为48～53 HRC[3]。
在进行热处理前，我们结合车床主轴的力学性能以及40Cr钢的特点，我们做出了热处理技术的条件，所以在热处理中，我们必须根据条件选择适合的热处理方式来达到车床主轴的性能要求。
3 热处理工艺分析3．1 锻坯正火3.1.1 锻坯正火的作用在进行热处理过程中，锻坯正火可以消除毛坯的锻造应力，降低材料的硬度以改善切削加工性能，同时也均匀组织、细化晶粒，以利于切削加工，并为下一步的热处理作组织准备。
这一步是热处理的前奏，所以在热处理工艺中有着至关重要的作用。
3.1.2 热处理工艺经过锻坯正火后，材料的组织达到了良好的热处理效果，所以需要我们再做出适当的热处理来达到材料需要的硬度，热处理工艺如下：1）锻坯正火的温度应该保持在850±10℃。
2）在锻坯正火过程中应该保温1．5 h，空冷。
3）使用的设备为井式炉或箱式炉(额定温度950℃)。
4）检测时的硬度应小于或者等于217 HBW[3]。
温（550~600）度 Ac3空冷/h去应力退火工艺曲线3.1.3 操作技巧在这个过程中，材料可能会受到很多原因而不能满足我们的要求，所以需要我们有很好的操作技巧来克服这些困难。
在锻坯正火的热处理工艺中我们多采用多件集中装炉，出炉时工件必须相互间隔20 mm 以上空冷，也可用风扇强制冷却，以确保冷却速度≥100℃／h。
3.2 调质3.2.1 调质目的在进行调质过程中我们的目的是获得均匀细密的回火索氏体组织，细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。
同时，也使主轴具有良好的综合力学性能，经淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS。
3.2.2 热处理工艺材料进行调质过后，硬度达到了220～250 HBS，然后我们需要进行热处理工艺，其如下：1）淬火时的温度应该保持在840±10℃。
2）淬火过程中应该保温1．5 h，水冷。
3）回火时温度应该保持在580±l0℃。
4）回火时应该保温2～2．5 h，空冷。
5）调质使用的设备为井式炉(额定温度950℃)。
6）检测时硬度220～25O HBS。
[3]3.2.3 操作技巧由于工件尺寸超过45钢淬火水冷的临界尺寸，因此淬火前主轴各部位需经粗加工，留4～ 5 mm(包括内孔)加工余量进行调质，确保调质层的有效保留。
调质热处理多件集中装炉时，应垂直吊挂且工件必须相互间隔20 mm以上，以确保工件加热均匀、变形小。
3．3 锥孔及外锥体的局部淬火3.3.1 局部淬火方式外锥体键槽部位不淬硬，应用石棉绳等物填充加以保护，锥孔和外锥体部分可采用盐浴快速加热并水淬，经回火后，其硬度应达45 HRC。
3.3.2 热处理工艺热处理工艺：淬火900±10℃，保温20 min，水冷。
设备：盐浴炉(额定温度950℃)。
回火：180～200℃，保温2～2．5 h，空冷。
设备：硝盐回火炉(额定温度600℃)。
检测：硬度45～50 HRC[3]。
3.3.3 操作技巧采用超过40Gr钢正常淬火温度的900℃进行快速加热，使锥孔及外锥体的表面快速达到淬火温度，进行淬火冷却，可以保证锥孔及外锥体表面的硬度和性能要求，又可减小锥孔及外锥体的局部加热对轴颈部位的影响，减小热处理变形量。
3．4 花键高频淬火3.4.1 淬火方式花键部分可采用高频淬火以减少变形并达到表面淬硬，经回火后，表面硬度可达48～53 HRC。
3.4.2 花键高频淬火工艺参数花键高频淬火工艺参数如下表：表3.1 花键高频淬火工艺参数[4]3.4.3 花键回火工艺参数花键回火工艺参数如下表：表3.2花键回火工艺参数[5]3.4.4 操作技巧由于花键部位存在直角过渡，为避免淬硬层过深，应力集中造成尖角开裂，一般采用高频而不是中频设备进行淬火，淬硬层深度可达1～2mm。
同时，淬火后的及时回火，也能减缓尖角部位的开裂倾向。
另外由于采用立式高频淬火机床，工件的重心应偏下，所以应将主轴的锥头置于机床下方的旋转卡盘或顶尖上(采用卡盘时，必须配置相应的夹持工装；采用顶尖时，必须配置与内锥孔相配合的锥杆，以带动主轴均匀旋转)，主轴的上端采用顶尖顶持。
鉴于花键高频淬火的硬化层深，使用花键部位淬火后的加工余量一般为0．5～0．6 mm，其余轴颈部位留加工余量1～1．5 mm。
对于变形量超标的产品，尽量采用磨削加工保证。
6 热处理工艺卡片4 结语总之，由于轴较长，且锥孔与外锥体对两轴颈的同心度要求高，故锥部淬火应与花键淬火分开进行，这样可减少淬火变形，并且锥部淬火及回火后，需用粗磨来纠正淬火变形。
然后再进行花键的加工与淬火。
最后用精磨来消除总的变形，从而保证主轴的装配质量。
40Cr钢属于中碳调质钢，冷镦模具钢。
该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。
在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。
该钢的淬透性高于45钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。
参考文献①崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京：机械工业出版社，2009.7.②崔忠析主编.金属学与热处理（第二版）[M]. 北京：机械工业出版社，2007.5③王建安. 金属学与热处理[M]. 北京：机械工业出版社，1980④中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京：机械工业出版社，2006.7⑤范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京：国防工业出版社，2006.3⑥夏立芳主编. 金属热处理工艺学. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2005⑦中国机械工程学会热处理分会．热处理工程师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第一版.⑧张玉庭主编．热处理技师手册［Ｍ］．机械工业出版社．2006．第一版⑨中国机械工程学会热处理学会．热处理手册［Ｍ］．机械工业出版社．2003．第三版.。