【正文】 大的影響。經(jīng)驗證明，當材料硬度處于170—230HBS時切削加工性能最好。硬度低時切削速度低，斷屑能力差；硬度高時，對刀具的磨損較嚴重。 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)生嚴重的變形與開裂，使所有的前期加工報廢，造成極大的浪費與損失。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，對于要求截面力學性能均勻的零件，通常考慮淬透性更多一些。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、強韌性要求不高的零件。熱處理時的變形與開裂是一個比較復雜的問題。除了與熱處理工藝有關外，也應從零件的結構設計方面加以考慮，比如零件上應避免尖角或截面突變，應采用封閉、對稱式結構等。 選材的經(jīng)濟性原則：滿足使用性能和工藝性能要求的條件下，符合造型要求，避稀貴就價廉、避遠就近、盡量采用標準化、系列化材料,降低成本，獲得大的經(jīng)濟效益。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主要考慮零件的外形尺寸特點、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，采用自由鍛件毛坯可以縮短生產(chǎn)周期、節(jié)省模具費用；而大批量生產(chǎn)時，多采用模鍛件或精密鑄件毛坯以減少機械加工工時，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)零件的結構特征選擇 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；薄板用鈑金、鉗工。 大批量—分別采用機器造型、模鍛、埋弧自動焊及板料沖壓。各種批量的工藝方法見表134。 依據(jù)最大經(jīng)濟性選擇多方案比較。依據(jù)力學性能要求選擇 1）以綜合力學性能為主的選材 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，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。 同時受磨損與交變應力或沖擊載荷的零件—要求較高的耐磨性及較高的強度塑性和韌性，即表硬里韌。優(yōu)先滿足心部強韌性，再用表面硬化方法滿足耐磨性。如機床齒輪、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)動機軸、滾動軸承、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、滾壓等表面強化處理提高疲勞抗力。 4）以防過量變性為主的選材如機床主軸導軌、鏜桿、機座 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)動機中應用很廣泛。常用的鑄造曲軸用的球墨鑄鐵有QT600QT700QT9002等。一般汽車發(fā)動機曲軸選用的球墨鑄鐵強度應不低于600MPa，制造農(nóng)用柴油發(fā)動機曲軸的球墨鑄鐵強度則不應低于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淬火對軸頸進行表面強化處理。某些汽車、拖拉機發(fā)動機的曲軸軸頸也有采用氮碳共滲處理，以提高曲軸的疲勞強度和耐磨性。 鑄造質(zhì)量是影響鑄造曲軸質(zhì)量的關鍵因素，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化來提高其強度、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:如機床主軸是機床的重要零件之一，在進行切削加工時，高速旋轉的主軸承受彎曲、扭轉和沖擊等多種載荷，要求它具有足夠的剛度、強度、耐疲勞、耐磨損以及精度穩(wěn)定等性能。 根據(jù)機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行表面硬化處理。當載荷較大，同時要承受較大的疲勞載荷與沖擊載荷的主軸，則應采用20CrMnTi合金滲碳鋼或38CrMoAl滲氮鋼制造，并進行相應的滲碳或滲氮化學熱處理。 一般選用45鋼或40Cr鋼制造，鍛造成形機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性能與疲勞強度．硬度可達220—250HBS，調(diào)質(zhì)后組織為回火索氏體。在軸頸和錐孔處進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)足夠高的齒心強度和韌性；3)高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。 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：機床齒輪的工作條件較好、載荷不大、轉速中等、工作平穩(wěn)、少有強烈的沖擊。除了要有高的接觸疲勞強度、彎曲強度、表面硬度與耐磨性等要求外，還應能保證高的傳動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：細化晶粒、改善組織，提高力學性能；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。正火作為預備熱處理工藝可以消除鍛造毛坯的應力，細化組織，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性能，保證齒的心部具有足夠的強度和韌性以承受較大的交變彎曲應力和沖擊載荷。同時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，齒面存在殘余壓應力，有利于提高齒輪的疲勞抗力，防止表面發(fā)生麻點剝落。箱體、支架類零件選材 各種機械的機身、底座、支架、主軸箱、進給箱、溜板箱、內(nèi)燃機的缸體等，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