轴、套类夹具零件热处理工艺设计优化

1.小型轴、销、套的热处理工艺设计

（1）所用材料 图9-11所示为小轴、销、套，其材料为45钢。

图9-11 小轴、销、套夹具

a）小轴 b）销 c）套

（2）热处理技术要求 整体调质后硬度为25～30HRC或38～43HRC。

（3）制造工艺路线 从热轧圆钢上下料→机械加工（车削全形，预留磨削量0.3～0.5mm）→淬火并自回火→磨削外圆和内孔→成品。

（4）热处理工艺性分析 机床上所用的小轴、小销和小套类零件，工作时需要一定的强度、韧性和塑性。通常需要的数量较少，且急用。为了适应急需和节约能耗，可采用淬火冷却的余热进行自回火工艺。

（5）淬火自回火工艺设计 在彻底脱氧的RDM-20-8型盐浴炉中于830～850℃加热透烧后，在水中冷却一定时间提出观察回火色，在不会过回火的情况下决定空冷或余热过多情况下继续水冷。其中，图9-9a所示小轴（要求25～30HRC）在水中停留1.5s（回火色为黑红色）；图9-9b所示小销（要求38～43HRC）在水中停留2.5s（回火色为暗褐色）；图9-9c所示小套（要求25～30HRC）停留约1.5s（回火色为黑红色）后决定空冷。

（6）处理结果 小轴硬度为25～28HRC；小销硬度为42～44HRC（比要求高1～2HRC）；小套硬度为25～27HRC。

2.夹具心轴的热处理工艺设计

（1）所用材料 图9-12所示为夹具心轴，其材料为45钢。

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图9-12 夹具心轴

（2）热处理技术要求

1）整体调质后硬度为220～256HRW。

2）Φ72mm表面淬火区硬度≥58HRC，硬化层深度为1.2～1.6mm。

（3）制造工艺路线 从热轧圆钢下料→机械加工（粗车外圆，预留磨削量0.5～0.8mm）→调质处理→机械加工（精车外圆预留磨削量0.2～0.4mm）；车内孔和铣键槽达要求→钳工倒角、去毛刺→局部表面淬火→低温回火→磨外圆→成品。

（4）热处理工艺性分析45钢整体淬火时，在水中冷却的变形和开裂敏感性较强，在油中冷却，其硬化效果较差。因此，需考虑合适冷却介质，例如冷却能力介于水与油之间的“三硝”水溶液或水玻璃氢氧化钠水溶液等。同时，相应的淬火加热温度应高些（如采用高温快速加热，更加有利）。

（5）热处理工艺设计

1）淬火：在彻底脱氧的RDM-20-8型盐浴炉中于830～850℃加热透烧后，在质量分数为45％水玻璃＋5％NaOH的水溶液中冷却12～14s后转入油槽中继续冷却。

2）高温回火：在RJ2-25-6型低温井式电阻炉中于550～570℃加热2.5～3h后空冷。

3）高频感应淬火：采用连续淬火法，其加热温度为870～900℃，喷水冷却；心轴移动速度约为1.5mm／s；感应器高度为10mm；感应圈与喷水圈为一体。

4）低温回火：在RJ2-25-6型低温井式电阻炉中于180～200℃加热1.5～2h后空冷。

（6）处理结果 表面硬度为58～60HRC；高频淬火区硬化层深度为1.2～1.4mm；其余部分硬度为25～27HRC。