导轨的选材及热处理工艺

直线导轨生产工艺

直线导轨是一种常用于工业机械和设备上的一种导向件，能够使机器的运动更加平稳和精确。下面将简述直线导轨的生产工艺。

直线导轨的生产主要包括材料准备、成型加工、热处理、表面处理和组装等环节。

首先是材料准备。直线导轨通常采用优质的高碳铬钢或其他特殊材料，材料的选择对产品的质量和使用寿命具有重要的影响。在材料准备过程中，要对所选材料进行材料检测和筛选，确保材料质量符合要求。

接下来是成型加工。直线导轨的成型加工主要采用数控加工技术，通过铣床、车床等设备进行加工。加工时需要根据产品的尺寸要求进行精确的细分，包括加工直线导轨的凹槽、孔位等部位。

然后是热处理。热处理是为了提高直线导轨的硬度和耐磨性，常用的热处理方法包括淬火和回火。通过控制温度和时间，使导轨表面形成一层硬度高、耐磨性好的薄膜，提高导轨的使用寿命和运动的精度。

接下来是表面处理。直线导轨的表面处理是为了提高其耐腐蚀性和美观性。常用的表面处理方法有镀铬、镀镍等。表面处理需要严格控制处理工艺，确保涂层的厚度和均匀性，从而提高导轨的表面质量和使用寿命。

最后是组装。组装是直线导轨生产的最后一步，需要按照产品的要求进行组装调试。组装包括导轨的安装、固定、润滑等。组装过程中要确保导轨的尺寸、间隙等符合要求，保证直线导轨的运动精度。

以上是直线导轨的生产工艺简述。直线导轨生产过程中需要控制各个环节的质量，确保产品的性能和使用寿命。随着科技的不断发展，直线导轨的生产工艺也在不断改进和完善，以满足日益增长的市场需求。

1 汽车发动机连杆的零件图如下

图1 汽车发动机连杆的零件尺寸图 2 / 12

2 服役条件与性能分析

连杆（link） 是指连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。

服役条件：连杆在工作中，其受力状态如下：

1）承受燃烧室燃气膨胀产生的压力。

2）活塞连杆作往复运动的惯性力（承受拉伸载荷）作用。

3)连杆高速作往返运动所产生的纵向和横向惯性力（承受弯曲载荷）的作用

因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。

失效形式：连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域，，即杆部中间、小头和杆部的过渡区以及大头和杆部过渡区( 螺栓孔附近)。

性能要求：连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。

3 技术要求

连杆的热处理技术要求为：根据中华人民共和国汽车行业标准（QC/T527-1999）--汽车发动机连杆技术条件规定：连杆经调质处理，硬度为HB217~293(20~30HRC)，显微组织为均匀细小晶粒的索氏体。

4 选材

连杆通常采用中碳钢或合金钢模锻或辊锻而成，常用的材料有45、40Cr、35CrMo等，也有少数采用稀土镁球墨铸铁制造连杆，然后经过机械加工和热处理。连杆杆身多制成“工”形截面，该截面可以在质量尽可能小的情况下，获得足够的刚度和强度。

（1）比较40Cr, 35CrMo, 45如下： 3 / 12

①45钢 45钢是普通的中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它用做截面尺寸较小或不要求完全淬透的零件，经过调质处理后，硬度可达到20-25HRC，表面淬火之后硬度为48-52HRC。采用传统调质热处理工艺加工而成的连杆虽能满足较高的强度和足够的钢性和韧性的技术条件, 但早中期疲劳断裂时有发生。又因为45 钢淬透性和淬硬性较差,

・７８・　煤矿机　电　２０１３年第３期　

矿用硬齿面齿轮选材与热处理工艺的探讨　

李元元　

（上海盛运机械工程有限公司，上海２０００３０）　

摘　要：　根据计算应力的幅值大小，矿用硬齿面齿轮运用强度分级的方法进行选材是较科学、合　

理的方法之一。含Ｎｉ、ｃｒ量高的低碳合金钢热处理工艺较为复杂，介绍一种不含冰冷处理的改进　

热处理工艺，降低了生产成本。生产实践证明，热处理后的齿轮性能可靠，质量稳定。　关键词：　硬齿面齿轮；选材；渗碳淬火；氮化；热处理　

中图分类号：ＴＧ１６２．７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０８７４（２０１３）０３—００７８—０４　

Ｉ　ｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　

Ｓｕｒｆａｃｅ．Ｈａｒｄｅｎｅｄ　Ｇｅａｒ　

Ｌｉ　Ｙｕａｎｙｕａｎ　（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｓｈｅｎｇｙｕｎ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００３０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｍａｇｎｉｔｕｔｄｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｓｕＹｆａｃｅ・ｈａｒｄｅｎｅｄ　ｇｅａｒ　ｕｓｅｓ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｇｒａｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｇｒａｄｉｎｇ　

ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃａｒｂｏｎ　ａｌｌｏｙ　ｓｔｅｅｌ　ｗｉｔｈ　Ｎｉ，Ｃｒ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｏｎｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃｏｌｄ　ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｐｒｏｖｅｓ　

编辑版word 轴类零件选材及热处理工艺分析

1 轴类零件的作用

轴类零件的主要作用是支承传动零件、传递运动和动力。

2 工作条件

（1）承受较大的交变弯曲应力、扭转应力。

（2）轴颈和花键部位承受较大的摩擦。

（3）一定的冲击载荷。

3 失效形式

常见的时效形式有疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。

4 力学性能要求

（1）良好的综合力学性能。

（2）轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性。

（3）高的疲劳强度

5 轴类零件常用材料及热处理

（1）中碳钢和中碳合金钢。考虑到轴类零件的综合力学性能要求，主要选用经过轧制或锻造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB钢等，一般应进行正火或调质；若轴颈处耐磨性要求高，可对轴颈处进行表面淬火。具体的钢种应根据载荷的类型、零件的尺寸和淬透性的大小决定。承受弯曲载荷和扭转载荷的轴类，应力的分布是由表面向中心递减的，对淬透性要求不高；承受拉、压载荷的轴类，应力沿轴的截面均匀分布，应选用淬透性较高的钢。

（2）对承受冲击载荷较大，对强韧性要求高时或要求进一步提高轴颈的耐磨性时，可选用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢并进行渗碳、淬火、低温回火处理。

（3）对于受力小、不重要的轴可选用Q235～Q275等普通质量碳钢。

（4）球墨铸铁和高强度灰铸铁可用来制作形状复杂、难以锻造成形的轴类零件，如曲轴等。

6 轴类零件选材举例

（1）机床主轴。下图是C6132卧式车床主轴，工作时主要承受交变弯曲应力、扭转应力作用和一定的冲击载荷，运转较平稳。要求具有良好的综合力学性能，锥孔、外圆锥面、花键表面要求耐磨。 现选用45钢制造，其工艺路线如下：

下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工（花键除外）→局部淬火（内外圆锥面）+低温回火→粗磨→铣花键→花键感应淬火+低温回火→精磨。

整体调质硬度可达到220～250HBS；内外圆锥面采用盐浴局部淬火和低温回火，硬度为45～50HRC；花键部分采用高频感应淬火和低温回火，硬度为48～53HRC。