【正文】 。 （ 1） 感應(yīng)加熱淬火的基本原理 感應(yīng)加熱的主要依據(jù)是電磁感 應(yīng)、“集膚效應(yīng)”和熱傳導(dǎo)三項基本原理。 常用的表面淬火方法有感應(yīng)加熱淬火及火焰加熱淬火等。屈服強(qiáng)度為355MPa，伸長率為 16%，斷面收縮率為 40%，沖擊功為 39J。840℃淬火， 600℃回火，達(dá)到的性能為屈服強(qiáng)度≥ 355MPa。可以采用調(diào)質(zhì) +高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。 如果用 45 鋼滲碳，淬火后芯部會出現(xiàn)硬脆的馬 氏體，失去滲碳處理的有點。 滲碳處理一般用于表面耐磨，芯部耐沖擊的重載零件；其耐磨性比調(diào)質(zhì) +表面淬火高。但表面硬度較低，不耐磨。而且，高溫回火時間短 、 成本低 、 鋼材氧化脫碳少，在很多情況下可以取代完全退火，不完全退火和正火，工藝曲線如圖 53所示。 45 鋼鍛軋件一般不作退火處理，一是長時間退火造成鐵素體聚集，組織不均勻，二是周期長，生產(chǎn)率低， 常 采用高溫回火和正火。這些需要一定的實踐經(jīng)驗，可 選用二硝或三硝水溶液淬火。 ，工件在水中沙沙聲（約 200s）即將停止時轉(zhuǎn)入油中冷卻 。 NaCl、 Na2CO3水溶液淬火，雖然變形大，裂紋傾向敏感，但仍是廣泛使用的介質(zhì)，且需雙液淬火，嚴(yán)格控制在水中的冷卻時間。工件到溫即隨時出爐淬火冷卻，不需保溫，即所謂“零”保溫，這是工廠普遍采用的方法，但對較大工件加熱時，為方便操作，可給予一定的保溫時間，工藝曲線如圖 52。加熱溫度 820～ 860℃溫度高低的選擇；視工件具體情況確定，比如重要工件要求。因為調(diào)質(zhì)的目的是綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中， 達(dá)不到 調(diào) 質(zhì)熱處理 的目的。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方式，由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗操作，當(dāng)水中的工件抖動停止，即可出水 空冷（如能油冷更好）。工件入水后，應(yīng)當(dāng)淬透，但不是冷透。但保溫時間過長，也會出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，影響淬火質(zhì)量，我們認(rèn)為，如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定加熱保溫時間延長 1/5。如果實際裝爐量大，就需適當(dāng)延長保溫時間。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化較少，且能提高功效。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸和要求比較高的工件不宜采用。 但 在 實際生產(chǎn)條件下，往往是根 據(jù)經(jīng)驗確定，保溫后出爐在空氣中冷 卻，正火后的硬度為≤ 226HB。由于 Ac3以上溫 度是鋼的重結(jié)晶過程，可以細(xì)化晶粒組織，消除應(yīng)力和降低硬度，提高切 削加工性能，并得到一定的力學(xué)性能，可代替調(diào) 質(zhì) 熱 處理作為最后熱處理 或為感應(yīng) 加熱表面淬火前的預(yù)備熱處理。 滲氮 1. 與滑動軸承配合 2. 重載荷，高轉(zhuǎn)速 3. 精度高，軸隙小 4. 高疲勞，高沖擊 38CrMoVA 調(diào)質(zhì) 250～280HBS 滲氮≥ 900HV 高精度磨床的主軸鏜床鏜桿 淬火 1. 與滑動軸承配合 2. 中輕載荷 3. 精度不高 4. 低沖擊，低疲勞 45 正火 170～217HBS或調(diào)質(zhì)220～ 250HBS小規(guī)格局部整體淬火 42～47HRC 大規(guī)格軸頸表面感應(yīng)淬火 48～52HRC 龍門銑床 、 立銑 、小型立式車床等小規(guī)格主軸，CA61C8480 等大重型車床主軸 1. 與滑動軸承配合 40Cr 調(diào)質(zhì) 220～ 齒輪銑陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 9 2. 中等載荷，轉(zhuǎn)速較高 3. 精度較高 4. 中等沖擊載荷 42MnVB 42CrMo 250HBS軸頸表面淬火 52～61HRC（ 42CrMo取上限，其他鋼取中下限）裝拆部位表面淬火 48～53HRC 床 、 組合車床 、 車床 、 磨床 、砂輪等主軸。 表 41 機(jī)床主軸材料 類別 工作條件 材料 熱處理及硬度 應(yīng)用實例 滲碳 1. 與滑動軸承配合 2. 中等載荷，心部強(qiáng)度要求不高，但轉(zhuǎn)速高。 對軸頸和錐孔進(jìn)行表面淬火，低溫回火，旨在提高硬度，增加耐磨性，常見機(jī)床主軸的工作條件，用材及熱處理見表 41。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 7 第 4 章 主軸的加工路線 加工工藝路線 下料 鍛造 正火 粗加工 調(diào) 質(zhì) 熱處理 半精加工 表面淬火 +低溫回火 粗磨 低溫人工時效 精磨檢驗 成品 熱處理的目的 正 火的目的在于得到合適的硬度，便于切削加工，也改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì) 做準(zhǔn)備。 Mn 的含碳量為 %～ %，在 鋼中的作用是可以提高鋼的淬透性， Mn 固溶于鐵素體中還可以起到固溶強(qiáng)化作用。 材料中含 碳量及合金元素的作用 鋼中含碳量的作用 含碳量 %～ %以保證調(diào)制后，碳化物有足夠的體積分?jǐn)?shù)，通過彌散硬化獲得所需要的強(qiáng)度，碳含量分?jǐn)?shù)也不宜過高，以防止塑性與韌性指標(biāo)下降。 車床主軸直徑較大，階梯較多，宜選鍛件毛柸。 45 鋼的剛性雖淬透性較差，但主軸工作是最大應(yīng)力分布在表面，在粗車后，軸的形狀較簡單，在調(diào)制淬火時一般不會開裂。因為主軸承 受變彎曲用力和 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，但由于承受的載荷并不是很大，轉(zhuǎn)速也不高，沖擊作用也不大，所以具有一般的綜合力學(xué)性能即可。淬火保溫時間不少于 30min， 70 鋼 、 80 鋼油冷，其余鋼水冷；回火保溫時間不少于 1 小時。 主軸的性能特點 經(jīng)過對疲勞斷裂、過量變形和過量磨損的分析，主軸應(yīng)有較高的回轉(zhuǎn)精度及足夠的 剛 度和良好的抗振性能、足夠的剛度、屈服強(qiáng)度、抗疲勞能力和高耐磨性。零件產(chǎn)生塑性變形，是由于實際工作應(yīng)力超過了這種材料的屈服強(qiáng)度。引起彈性變形的原因是零件 剛 度不夠，除結(jié)構(gòu)因素外， 還取決與材料的彈性模量，因此， 要預(yù)防彈性變形失效，因選擇彈性模量高的材料 來 制作零件。 彈性變形失效是零件因過量彈性變形產(chǎn)生的失效。二是材料具有小的摩擦系數(shù)， 降低配對材料間的原子結(jié)合力，此外，改善潤滑條件，細(xì)化表面 粗糙度，使 機(jī)械零件保持清潔等，均有利于減少摩擦磨損。 黏著磨損是在兩個相對運動的物體直接接觸中，由于接觸應(yīng)力很高而引起塑性變形，導(dǎo)致物體接觸，溫度升高并發(fā) 生 粘著、焊合現(xiàn)象， 分離 時粘合處撕開，從而將小塊料撕去，造成表面的損傷。 磨粒 磨損是由于相對運動的物體接觸時，滑動表面高低不平，凸出的硬質(zhì)點將軸的接觸面刨出溝槽或劃傷而產(chǎn)生的破壞。 磨損失效的分析 磨損是相互接觸的零件間存在相互滑動時，接觸表面會因發(fā)生摩擦損耗而引起形狀變化的現(xiàn)象，它是一種可以看到的，漸發(fā)生的破壞形式。 針對 疲勞斷裂的特點，可以采用各種強(qiáng)化方法來提高零件的抗疲勞能力。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料與熱處理技術(shù) 3 第 2 章 主軸的性能確定