【正文】 大的影響。經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)材料硬度處于170—230HBS時(shí)切削加工性能最好。硬度低時(shí)切削速度低，斷屑能力差；硬度高時(shí)，對刀具的磨損較嚴(yán)重。 熱處理工藝性: 對大多數(shù)金屬材料來說，熱處理是保證材料達(dá)到最終使用性能要求的重要工藝手段。如果材料的熱處理工藝性能不好，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的變形與開裂，使所有的前期加工報(bào)廢，造成極大的浪費(fèi)與損失。熱處理工藝性包括淬硬性、淬透性、變形開裂傾向、回火穩(wěn)定性、回火脆性等，對于要求截面力學(xué)性能均勻的零件，通?？紤]淬透性更多一些。一般含Mn、Cr、Ni、B等合金元素的合金鋼淬透性比較好，可以用在一些尺寸較大的重要零件上。碳鋼的淬透性較差，只適合制作尺寸較小，形狀簡單、強(qiáng)韌性要求不高的零件。熱處理時(shí)的變形與開裂是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。除了與熱處理工藝有關(guān)外，也應(yīng)從零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面加以考慮，比如零件上應(yīng)避免尖角或截面突變，應(yīng)采用封閉、對稱式結(jié)構(gòu)等。 選材的經(jīng)濟(jì)性原則：滿足使用性能和工藝性能要求的條件下，符合造型要求，避稀貴就價(jià)廉、避遠(yuǎn)就近、盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化材料,降低成本，獲得大的經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)保性原則 以無毒無害材料代替有毒有害材料；盡可能循環(huán)重復(fù)利用，廢棄物綜合利用；減少材料成形過程及廢物對環(huán)境的污染。合理選擇毛坯在機(jī)器制造業(yè)中常用的毛坯有鑄件、鍛件、焊接件、各種軋制型材件及粉末坯件。在滿足使用性能要求的前提下，選擇零件毛坯的形式時(shí)主要考慮零件的外形尺寸特點(diǎn)、加工工藝性及生產(chǎn)批量等方面，使其易于加工效率高、材料與能源消耗少，總的加工成本低等。一般形狀復(fù)雜的零件，如箱體等，常用鑄件毛坯；外形相對簡單的零件則制成鍛件；單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，采用自由鍛件毛坯可以縮短生產(chǎn)周期、節(jié)省模具費(fèi)用；而大批量生產(chǎn)時(shí)，多采用模鍛件或精密鑄件毛坯以減少機(jī)械加工工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。焊接件常用于要求尺寸大、質(zhì)量小、剛性大的零件。材料與成形工藝選擇的具體方法和依據(jù) 依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征選擇 軸類采用鍛造成形，中碳鋼（如45）或中碳合金鋼（如40Cr）。 盤類（齒輪）中碳鋼鍛造或鑄造，小齒輪可用圓鋼或沖壓或擠壓。 箱體類—鑄件。 支架類—小批量用焊接。 依據(jù)生產(chǎn)批量選擇 單件小批量—鑄造手工砂型；鍛件自由鍛或胎膜鍛；焊接件手工或半自動(dòng)；薄板用鈑金、鉗工。 大批量—分別采用機(jī)器造型、模鍛、埋弧自動(dòng)焊及板料沖壓。各種批量的工藝方法見表134。 依據(jù)最大經(jīng)濟(jì)性選擇多方案比較。依據(jù)力學(xué)性能要求選擇 1）以綜合力學(xué)性能為主的選材 一般軸類、連桿、重要螺栓和低速輕載齒輪承受循環(huán)載荷與沖擊載荷，失效主要是過量變形和斷裂，需要較高的強(qiáng)度和疲勞極限與良好的塑性和韌性。 一般零件選調(diào)質(zhì)或正火的中碳鋼；淬火并低溫回火的低碳鋼；正火或等溫淬火狀態(tài)的球墨鑄鐵。 重要零件選合金調(diào)質(zhì)鋼或經(jīng)控制鍛造的合金非調(diào)質(zhì)鋼或超高強(qiáng)鋼。 2）以抗磨損性能為主的選材—磨損為主要失效形式 受力較小、不受大的沖擊或振動(dòng)，摩擦劇烈的零件如鉆套頂尖冷沖模切削刀具等，主要要求高硬度。一般選淬火低溫回火的高碳鋼或高碳合金鋼；鑄件可用耐磨鑄鐵。 同時(shí)受磨損與交變應(yīng)力或沖擊載荷的零件—要求較高的耐磨性及較高的強(qiáng)度塑性和韌性，即表硬里韌。優(yōu)先滿足心部強(qiáng)韌性，再用表面硬化方法滿足耐磨性。如機(jī)床齒輪、凸輪軸，選用中碳鋼或中碳合金鋼，正火或調(diào)質(zhì)后表面淬火或滲氮。有較高沖擊的汽車變速齒輪可選低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火及低溫回火。3）以抗疲勞為主的選材—發(fā)動(dòng)機(jī)軸、滾動(dòng)軸承、彈簧可選用:低碳鋼或低碳合金鋼淬火及低溫回火。中碳鋼或中碳合金鋼調(diào)質(zhì)或淬火及中溫回火， 超高強(qiáng)鋼等溫淬火及低溫回火，提高抗疲勞性能。 可用表面淬火、滲碳、滲氮、噴丸、滾壓等表面強(qiáng)化處理提高疲勞抗力。 4）以防過量變性為主的選材如機(jī)床主軸導(dǎo)軌、鏜桿、機(jī)座 防止過量彈性變形選用彈性模量高的材料。防止過量塑性變形選用屈服點(diǎn)高的材料。1）鑄造成形 球墨鑄鐵是鑄造曲軸最常用的材料，在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用很廣泛。常用的鑄造曲軸用的球墨鑄鐵有QT600QT700QT9002等。一般汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸選用的球墨鑄鐵強(qiáng)度應(yīng)不低于600MPa，制造農(nóng)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的球墨鑄鐵強(qiáng)度則不應(yīng)低于800MPa。典型軸類零件的選材1） 鑄造成形:一般在調(diào)質(zhì)或正火后采用中頻感應(yīng)淬火對軸頸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。某些汽車、拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸頸也有采用氮碳共滲處理，以提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。 鑄造質(zhì)量是影響鑄造曲軸質(zhì)量的關(guān)鍵因素，必須保證鑄造毛坯球化良好并無鑄造缺陷。正火的目的是通過增加組織中珠光體的含量并使其細(xì)化來提高其強(qiáng)度、硬度與耐磨性；高溫回火的目的在于消除正火過程中造成的內(nèi)應(yīng)力。 鑄造曲軸的工藝路線為： 鑄造一正火（或調(diào)質(zhì)）一矯直一切削加工一去應(yīng)力退火一軸頸氣體滲氮(或氮碳共滲)一矯直一精加工一零件2）鍛造成形:如機(jī)床主軸是機(jī)床的重要零件之一，在進(jìn)行切削加工時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的主軸承受彎曲、扭轉(zhuǎn)和沖擊等多種載荷，要求它具有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐疲勞、耐磨損以及精度穩(wěn)定等性能。 根據(jù)機(jī)床主軸所選用的材料和熱處理方式，可以將其分為四種類型：局部淬火主軸、滲碳主軸、滲氮主軸和調(diào)質(zhì)(正火)主軸，對一般的中等載荷、中等轉(zhuǎn)速，沖擊載荷不大的主軸，選用45鋼或40Cr、40MnB中碳合金鋼等即可滿足要求，對軸頸、錐孔等有摩擦的部位要進(jìn)行表面硬化處理。當(dāng)載荷較大，同時(shí)要承受較大的疲勞載荷與沖擊載荷的主軸，則應(yīng)采用20CrMnTi合金滲碳鋼或38CrMoAl滲氮鋼制造，并進(jìn)行相應(yīng)的滲碳或滲氮化學(xué)熱處理。 一般選用45鋼或40Cr鋼制造，鍛造成形機(jī)床主軸加工工藝路線為： 下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一半精加工一局部表面淬火+低溫回火一磨削加工一零件整體的調(diào)質(zhì)處理可使軸得到較高的綜合力學(xué)性能與疲勞強(qiáng)度．硬度可達(dá)220—250HBS，調(diào)質(zhì)后組織為回火索氏體。在軸頸和錐孔處進(jìn)行表面淬火與低溫回火處理后，硬度52HBC，可以滿足局部高硬度與高耐磨性的要求。典型齒輪選材舉例對齒輪材料提出的性能要求如下：1)高的表面硬度和耐磨性；2)足夠高的齒心強(qiáng)度和韌性；3)高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度。 此外，還要求材料有較好的加工工藝性能，如切削加工性好、淬透性好、熱處理變形小等。 例如：機(jī)床齒輪的工作條件較好、載荷不大、轉(zhuǎn)速中等、工作平穩(wěn)、少有強(qiáng)烈的沖擊。除了要有高的接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、表面硬度與耐磨性等要求外，還應(yīng)能保證高的傳動(dòng)精度和小的工作噪聲。一般情況下可以選用45鋼或40Cr、40MnB中碳合金鋼制造，后者的淬透性更好。 機(jī)床齒輪的工藝路線一般為：下料一鍛造一正火①一粗加工一調(diào)質(zhì)②或正火一精加工一齒部高頻表面淬火+低溫回火③一精磨請回答上述工藝路線中①、②、③的熱處理工藝的目的及工藝 ? 鍛造：細(xì)化晶粒、改善組織，提高力學(xué)性能；壓合鑄造缺陷；使纖維組織不被切斷，并沿制件外形合理分布。正火作為預(yù)備熱處理工藝可以消除鍛造毛坯的應(yīng)力，細(xì)化組織，調(diào)整毛坯的硬度到適合切削加工。 調(diào)質(zhì)處理的目的是為齒輪提供較高的綜合力學(xué)性能，保證齒的心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性以承受較大的交變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷。同時(shí)還可以減少淬火后的變形。（對于性能要求不高的齒輪可以不進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。） 高頻表面淬火+低溫回火處理可以使齒面的硬度超過50HRC，有利于提高齒輪的耐磨性和接觸疲勞抗力。特別是在高頻表面淬火處理后，齒面存在殘余壓應(yīng)力，有利于提高齒輪的疲勞抗力，防止表面發(fā)生麻點(diǎn)剝落。箱體、支架類零件選材 各種機(jī)械的機(jī)身、底座、支架、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、內(nèi)燃機(jī)的缸體等，都可視為箱體、支架類零件。一般多用鑄造： 受力大強(qiáng)度韌性高的用鑄鋼；正火或完全退火。 受力不大、不受沖擊的用灰鑄鐵；去應(yīng)力退火。 受力不大、要自重輕或?qū)岷玫倪x鑄造鋁合金；退火或淬火時(shí)效。 受力很小、要自重輕的可選工程塑料； 受力較大，但形狀簡單批量小，可選型鋼焊接。16