钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理

钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺

一、钢材常用的热处理方法

1、正火

钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。

2、淬火

钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。

钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。钢加热温度的选择见表1。

钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。

3、回火

钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，

然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。

碳素工具钢的回火温度见表2。

表2碳素工具钢的回火温度

4、退火

钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。碳钢的退火规范见表3。

表3碳钢的退火规范

注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。

二、几种常见零件的热处理

1、齿轮

机床齿轮的热处理见表3。

2、蜗轮

蜗轮的热处理见表4

3、丝杠

丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。

丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。

为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。

经验证明，在丝杠加工和热处理过程中，多次而反复地消除内应力，均

匀地加热和冷却及悬挂存放是减少变形的有效方法。

各种丝杠热处理的要点如下：

(1)、一般丝杠正火(45号钢）或退火(40Cr),除应力处理和低温时效，调质，轴颈和方头进行高频淬火与回火。

(2)、精密不淬硬丝杠除应力处理，低温时效，球化退火，调质球化。如遇原始组织不良等，还需要先经900(T10、T10A)〜950℃(T12、T12A)正火处理，然后再球化退火或直接调质球化。

(3)、精密淬硬丝杠退火或高温正火后退火，除应力处理，淬火和低温时效。

(4)、滚珠丝杠(GCrl5,GCrl5SiMn)

1)、等温退火：770〜779℃保温2h,700〜720℃等温2〜3h,炉冷到≤500℃出炉。

2)、淬火：550〜600℃预热，保温时间按2min/mm计算；830〜850℃加热，保温时间按1min/mm计算；油淬，冷却到200℃左右热校直。

3)、回火：160〜180℃保温4h。

4)、时效：120〜140℃保温12h。

4、轴

轴类零件的热处理见表5。

5、弹簧

弹簧是重要的机械零件，广泛应用于运输机械、动力设备、仪表及其他机器中，起承重、减震、缓冲、测量和控制等作用。

弹簧的热处理，一般要求淬透、晶粒细，残余奥氏体少。脱碳层深度每边应符合：

＜Φ6mm的钢丝或钢板，应＜1.5%直径或厚度；

＞Φ6mm的钢丝或钢板，应＜1%直径或厚度。

大型弹簧在热状态下加工成型随即淬火—回火；中型弹簧在冷态下加工成型(原材料要求球化组织或大部分球化），再淬火—回火；小型弹簧用冷轧钢带、冷拉钢丝等冷态加工成型后，低温回火。为了强化弹賛表面，热处理后可经喷丸处理。这样，弹簧的疲劳循环次数可提高2〜13倍，寿命可提高2〜2.5倍以上。

表6所示为几种类型弹簧的热处理。

2017-9-17