【材料】第十章工藝路線

1、機(jī)械零件的選材及熱處置工藝.引言在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，如何合理地選擇和運(yùn)用金屬資料是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。由于設(shè)計(jì)時(shí)不僅要思索資料的性能可以順應(yīng)零件的任務(wù)條件，使零件經(jīng)久耐用，而且還要求資料具有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的消費(fèi)率，降低本錢(qián)，減少耗費(fèi)等。 .機(jī)械零件的選材及熱處置工藝一、選材的普通原那么二、熱處置技術(shù)條件的標(biāo)注三、熱處置與切削加工性的關(guān)系四、典型零件選材及熱處置工藝分析.一、選材的普通原那么1資料的機(jī)械性能： 2. 資料的工藝性能： 3. 資料的經(jīng)濟(jì)性 .1資料的機(jī)械性能 在設(shè)計(jì)零件并進(jìn)展選材時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的任務(wù)條件和損壞方式找出所選資料主要機(jī)械性能目的，查手

2、冊(cè)找出適宜其性能要求的資料，這是保證零件經(jīng)久耐用的先決條件。 如：一些軸類(lèi)零件，任務(wù)條件受力情況是交變彎曲應(yīng)力，改動(dòng)應(yīng)力，沖擊負(fù)荷、磨損。主要損壞方式是疲勞破析、過(guò)度磨損，要求的主要機(jī)械性能目的是屈服強(qiáng)度。 因此，這些機(jī)械性能目的經(jīng)常成為資料選用的主要根據(jù)。而且同時(shí)還應(yīng)思索到短時(shí)過(guò)載、光滑浪、資料內(nèi)部缺陷等要素的影響。 .2. 資料的工藝性能鑄造性能：包括流動(dòng)性、收縮、偏析、吸氣性等。鍛造性能：包括可鍛性塑性與變形抗力的綜合、抗氧化性、冷鐓性、鍛后冷卻要求等。機(jī)械加工性：包括光潔度，切削加工性等。焊接性能：包括構(gòu)成冷裂或熱裂的傾向、構(gòu)成氣孔的傾向等。熱處置工藝性：包括淬透性、變形開(kāi)裂傾向、過(guò)熱

3、敏感性、回火脆性?xún)A向、氧化脫碳傾向。.3. 資料的經(jīng)濟(jì)性在滿(mǎn)足運(yùn)用性能的前提下，選用零件資料時(shí)還應(yīng)留意降低零件的總本錢(qián)。零件的總本錢(qián)包括資料本身的價(jià)錢(qián)和與消費(fèi)有關(guān)的其它一切費(fèi)用。在金屬資料中，碳鋼和鑄鑄鐵的價(jià)錢(qián)是比較低廉的，因此在滿(mǎn)足零件機(jī)械性能的前提下選用碳鋼的鑄鐵尤其是球墨鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可降低本錢(qián)。.二、熱處置技術(shù)條件的標(biāo)注設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的任務(wù)特性，提出熱處置技術(shù)條件熱處置零件普通在圖紙上都以硬度作為熱處置技術(shù)條件，對(duì)于滲碳的零件那么還應(yīng)標(biāo)注滲碳深度。某些要求性能較高的零件那么還需標(biāo)注其它機(jī)械性能目的。此外，在標(biāo)注硬度的同時(shí)要寫(xiě)出相應(yīng)的熱處置工藝稱(chēng)號(hào)，如調(diào)質(zhì)、淬火

4、回火、高頻淬火等，在標(biāo)注硬度范圍時(shí)，其動(dòng)搖范圍為HRC在5個(gè)單位左右，HB在2040個(gè)單位左右。 采用不同熱處置方法時(shí)，圖紙上的標(biāo)注方法不同。 .三、熱處置與切削加工性的關(guān)系資料的切削加工性的好壞，經(jīng)常用資料被切削的難易程度、資料被切削后的外表光潔度以及刀具壽命等幾方面情況來(lái)衡量。 實(shí)際證明，在切削加工時(shí)，為了不致發(fā)生“粘刀景象和使刀具嚴(yán)重磨損，經(jīng)過(guò)金相組織控制鋼的硬度范圍是必要的，為了使鋼具有良好的切削加工性，普通希望硬度控制在HB170230，調(diào)低形狀的中碳鋼為了改善外表光潔度可將硬度提高到HB250，但將使普通刀具遭到嚴(yán)重磨損。 .四、典型零件選材及熱處置工藝分析1.軸的任務(wù)條件失效方式

5、及對(duì)性能的要求2. 軸的選材及熱處置.1.軸的任務(wù)條件失效方式及對(duì)性能的要求以軸類(lèi)零件為例：1.軸的任務(wù)條件失效方式及對(duì)性能的要求：軸主要是起支承傳動(dòng)零件并傳送扭矩，任務(wù)條件 接受高變改動(dòng)載荷、高變彎曲載荷或拉一壓載荷； 部分軸頸、花鍵等處接受磨擦和磨損； 特殊條件下受溫度或介質(zhì)作用。軸的主要失效方式是疲勞斷裂和轉(zhuǎn)頸處磨損，有時(shí)也發(fā)生沖擊過(guò)載斷裂，個(gè)別情況下發(fā)生塑性變形或腐蝕失效。.C620車(chē)床主軸簡(jiǎn)圖 .軸的失效方式 轉(zhuǎn)軸彎曲疲勞斷口形貌直升飛機(jī)螺旋槳驅(qū)動(dòng)齒輪軸扭斷 .軸的失效方式軸頸被埋嵌在軸承中的硬粒子磨損.機(jī)械零件的選材及熱處置工藝性能要求： 高的疲勞強(qiáng)度，防止疲勞斷裂； 優(yōu)良的綜合機(jī)

6、械性能，即較高的屈服強(qiáng)度的抗拉強(qiáng)度，較高的韌性，防止塑性變形及過(guò)載或沖擊載荷下的改動(dòng)和折斷； 部分接受磨擦的部位具有高硬度和耐磨性，防止磨損； 在特殊條件下任務(wù)的轉(zhuǎn)的資料應(yīng)具有特殊性能，如蠕變抗力，耐腐蝕性等。.2. 軸的選材及熱處置1機(jī)床主軸工藝道路：下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工部分外表淬火+低溫回火精磨廢品正火處置可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處置可獲得高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度；部分外表淬火及低溫回火可獲得部分高硬度和耐磨性。對(duì)于某些機(jī)床主軸如銑床主軸，也可用球墨鑄鐵替代45鋼來(lái)制造。對(duì)于要求高精度、高尺寸穩(wěn)定性及耐磨性的主軸的鏜床主軸，往往用38CrMoAlA鋼制造，徑調(diào)質(zhì)處置后再進(jìn)展氮化處置。軸類(lèi)零件需用的資料有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵等。.2. 軸的選材及熱處置 碳素鋼通常是用含碳量0.350.50%的中碳鋼，常用的是35、40和45號(hào)鋼，不重要的或受力小的軸也可用A3、A4和A5鋼，對(duì)于高轉(zhuǎn)速，重負(fù)荷要求耐磨，耐沖擊及耐疲勞的軸，應(yīng)選用40Cr、45Mn或35SiMn、38CrMoAlA