卡尺和千分尺零件热处理工艺设计

1.螺纹测杆的热处理工艺设计

螺纹测杆是千分尺上的主要零件之一，如图5-25a所示。

（1）所用材料及技术要求 螺纹测杆一般采用CrWMn、GCr15钢等制造。要求热处理后硬度为58～62HRC；直线度≤0.15mm；淬火马氏体级别≤2级（JB2406—1979第九级别图）。

（2）热处理工艺性分析 该测杆特点是零件小、数量多等。因此，淬火加热和冷却过程温度的均匀性成为关键。

（3）热处理工艺流程 淬火→回火→清洗→校直→稳定化处理→清洗→磨削加工→端部喷砂→焊硬质合金测头。

图5-25 螺纹测杆及热处理工艺曲线

a）测杆 b）热处理工艺曲线

（4）热处理工艺设计

1）CrWMn钢制螺纹测杆的淬火和回火工艺，如图5-25b所示。稳定化处理在160～180℃的盐浴炉中保温2h（不经校直的测杆，可不进行稳定化处理）。

2）GCr15钢制螺纹测杆的淬火和回火工艺：在650～700℃低温盐浴炉中预热15min后，在850～860℃，保温7min，于200～220℃硝盐浴中冷却1min后空冷到室温。在190～210℃的硝盐浴中回火2h后空冷。

（5）处理结果 硬度为60～62HRC；直线度为0.12～0.15mm。

2.校对量柱的热处理工艺设计

校对量柱是千分尺上的另一主要零件，如图5-26a所示。

（1）所用材料及技术要求 量柱一般采用CrWMn、GCr15钢等制造。要求热处理后硬度为62～65HRC；直线度与长度有关，参照附录B确定；淬火马氏体级别≤2级。

（2）热处理工艺性分析 该校对量柱特点也是零件小，数量多，不同规格长度差别较大等。因此，淬火加热和冷却过程温度的均匀性成为关键。为减少变形和尺寸稳定性，淬火和冷处理夹具结构应确保较长量柱装夹时是直立状态、相互有足够间隙，且每个夹具可装夹数量较多的量柱，以便兼顾生产过程质量和生产效率等问题。

（3）热处理工艺流程 淬火→清洗→冷处理→回火→清洗→中间部分高频感应加热退火→校直→稳定化处理→清洗→磨外圆→涂油→包装。

（4）热处理工艺设计

1）CrWMn钢制测杆的淬火和回火工艺曲线如图5-26b所示。

图5-26 校对量柱及淬火和回火工艺曲线

a）量柱 b）淬火和回火工艺曲线

稳定化处理，在160～180℃的硝盐浴炉中保温2h，（不经校直的测柱，可不进行稳定化处理）。淬火回火后彻底清洗残盐进行－78℃，保温60min的冷处理。中间部分高频感应加热退火温度700→800℃，空冷。

2）GCr15钢制校对量柱的淬火和回火工艺：在650～700℃盐浴炉中预热20min后，在850～860℃保温10min，于油中冷到室温；经热水冲洗和冷水冲洗后，立即进行－70～－78℃，保温30～60min的冷处理；在130～150℃的硝盐浴中回火2h后空冷。

（5）处理结果 硬度为62～64HRC；直线度为0.20～0.25mm。

3.微分筒体的热处理工艺设计(www.xing528.com)

（1）所用材料及技术要求 如图5-27所示的微分筒体用45钢制作；要求热处理后硬度为170～207HBW。

（2）热处理工艺性分析 由于零件结构简单、硬度要求不高，加之热处理后外圆经过磨削等，因此，正火处理即可。

（3）正火工艺设计 在彻底脱氧的盐浴炉中，860～880℃加热，保持10min后吹风冷却。

图5-27 千分尺微分筒体

4.卡尺尺身的热处理工艺设计

（1）材料及技术要求 图5-28所示的卡尺尺身用T10A或40Cr13钢制作；要求热处理后，测量面及距测量面2mm处的硬度为59～64HRC（T10A），53～58HRC（40Cr13），距测量面2mm以外的尺身硬度为40～48HRC；测量面淬火马氏体级别为≤3级（T10A），平面及侧面的直线度≤0.1mm。

（2）热处理工艺流程 检测上序质量→产前准备→淬火→清洗→回火→内、外卡爪测量面分别高频感应淬火→回火→清洗→粗校直→尺槽喷砂兼精校直→去应力回火。

（3）热处理工艺设计

图5-28 卡尺尺身简图

1）淬火：在650～700℃盐浴炉中预热6min（T10A）或9min（40Cr13）后，再在800～820℃加热6min（T10A）或900～920℃加热9min（40Cr13），随即在150～170℃硝盐浴中分级冷却，待尺身内外温度一致后取出空冷到室温，或加热后油中冷却。

2）回火：在箱式或井式电炉中于380～420℃加热3h（T10A）或250～300℃加热4h（40Cr13），取出后校正错位的卡尺尺身后压紧并空冷到室温。

3）高频感应淬火：先后分别用专用感应器将大、小卡爪测量部位加热到860～900℃（T10A）或1100～1130℃（40Cr13）后，淬入150～170℃硝盐浴中分级冷却（每次处理后均应彻底清洗残余的硝盐）。

4）低温回火：在150～170℃的硝盐浴炉中保温2h后空冷。

5.卡尺尺框的热处理工艺设计

（1）材料及技术要求 图5-29所示的卡尺尺框用T10A或40Cr13钢制作；要求热处理后，测量面及距测量面2mm处的硬度为59～64HRC（T10A），53～58HRC（40Cr13），距测量面2mm以外的尺框硬度为40～48HRC；测量面淬火马氏体级别为≤3级（T10A）。

（2）热处理工艺流程 检测上序质量→产前准备→淬火→清洗→回火→内、外卡爪测量面分别高频感应淬火→回火→清洗→粗校直→尺槽喷砂兼精校直→去应力回火。

（3）热处理工艺设计

1）淬火：在650～700℃盐浴炉中预热6min（T10A）或9min（40Cr13）后，再在800～820℃加热6min（T10A）或900～920℃加热9min（40Cr13），随即在150～170℃硝盐浴中分级冷却，待尺身内外温度一致后取出空冷到室温。或加热后油中冷却。

2）回火：在箱式或井式电炉中380～420℃加热3h（T10A）或250～300℃加热4h（40Cr13）后空冷到室温。

图5-29 卡尺尺框简图

3）高频感应淬火：先后分别用专用感应器将大、小卡爪测量部位加热到860～900℃（T10A）或1100～1130℃（40Cr13）后，淬入150～170℃硝盐浴中分级冷却（每次处理后均应彻底清洗残余的硝盐）。

4）低温回火：在150～170℃的硝盐浴炉中保温2h后空冷。