JB/T50077-1999 机床八类零件选材及热处理J50
JB/T 50077-1999
机床八类零件选材及热处理
(内部使用)
1999-06-09 发布
2000-01-01 实施
国 家 机 械 工 业 局 发 布
JB/T 50077-1999
前 言
本标准是对JB/T 50077—96《机床八类主要零件选材及热处理》的修订。修订时仅按有关规定进行了编辑性修改,主要技术内容未变。
本标准自实施之日起代替JB/T 50077—96。
本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位:北京机床研究所。
本标准于1996年首...
J50
JB/T 50077-1999
机床八类零件选材及热处理
(内部使用)
1999-06-09 发布
2000-01-01 实施
国 家 机 械 工 业 局 发 布
JB/T 50077-1999
前 言
本标准是对JB/T 50077—96《机床八类主要零件选材及热处理》的修订。修订时仅按有关
进行了编辑性修改,主要技术内容未变。
本标准自实施之日起代替JB/T 50077—96。
本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位:北京机床研究所。
本标准于1996年首次发布。
国家机械工业局 1999-06-09 批准
中华人民共和国机械行业标准
机床八类零件选材及热处理
(内部使用)
JB/T 50077-1999
代替JB/T 50077—96
2000-01-01 实施
1 范围
本标准规定了金属切削机床(以下简称机床)八类零件(主轴、导轨副、丝杠副、齿轮、蜗轮副、花键轴、齿条和箱体)的常用
和热处理技术要求。
本标准适用于各类机床。
2 引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 3480—1997
渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法
GB/T 10062—1988
锥齿轮承载能力计算方法
JB/T 6609—1993
机床零件用钢及热处理
3 定义
本标准采用下列定义。
3. 1 除应力时效
将钢铁零件加热到Ac1相变温度以下保温,然后缓慢冷却,以消除内应力、稳定零件尺寸为目的
的热处理工艺。根据加热温度不同,分为低温时效和高温时效。
3. 2 振动时效
使金属零件发生共振,以稳定零件尺寸为目的的处理工艺。
4 主轴
除部分重型机床外,一般主轴的轴承支撑部位和端部工作面须采用硬化
,整体须经除应力时效处理。主轴材料和热处理技术要求见
1。
表 1
热处理类别
材料牌号
热 处 理 技 术 要 求
特 点
渗 碳
20Cr
20CrMo
15CrMn
20CrMnTi
20CrNi3A
1. Z;
2. 主轴端部工作面及轴承支撑部位S0.8~1.6—G58或S0.8~1.6—C58;
3. 低温时效(精密件)
1. 耐磨性好;
2. 承受冲击性能较好;
3. 对整体淬火件,去碳层部位可机加工
(以15CrMn为好)
局部淬火
(或整体淬火)
45
50
60
40Cr
42CrMo
50Cr
1. T235或T265或Z;
2. 主轴端部工作面及轴承支撑部位G48或G52,有效硬化层深度不小于1 mm(对小直径主轴可整体淬火,C48或C52);
3. 低温时效(精密件)
1. 耐磨性好;
2. 生产成本较低;
3. 能承受一定冲击力
GCr15
GCr15SiMn
9Mn2V
58Cr
1. T235或球化退火;
2. 主轴端部工作面及轴承支撑部位G58,有效硬化层深度不小于1 mm(对小直径主轴可整体淬火,C58);
3. 低温时效(精密件)
1. 耐磨性好;
2. 精加工后表面粗糙度Ra的最大值可达到0.02~ 0.04 (m;
3. 整体淬火主轴承受冲击性能较差
渗 氮
38CrMoAl
38CrMoAlA
1. T235或T265或Z;
2. D0.4—850或D0.5—850;
3. 低温时效(精密件)
1. 耐磨性最好;
2. 抗胶合能力强,不易“抱轴”;
3. 精加工后表面粗糙度Ra的最大值可达到0.04 (m;
4. 不能承受撞击
调 质
(或正火)
45
40Cr
55
QT600—3
1. T235或Z;
(铸铁200~240 HBS)
1. 生产成本低;
2. 仅适用于部分重型机床或低速机床
注:本表及以下各表中热处理技术要求代号的含义见JB/T 6609。
4. 1 与滚动轴承配合的主轴
宜采用渗碳淬火主轴或局部淬火主轴。大直径渗碳淬火主轴应选用含合金元素较高的渗碳钢,有效渗碳硬化层深度取上限。局部淬火主轴一般选用中碳结构钢,硬度要求高的可选用高碳合金钢。
4. 2 与滑动轴承配合的主轴
宜采用渗氮主轴,要求较低的也可采用渗碳主轴或高碳合金钢淬火主轴。轴瓦材料可选用ZCuSn10P1、ZCuPb30或ZCuSn6Zn6Pb3,高速重载轴瓦可选用轴承合金。
4. 3 与静压轴承配合的主轴
参照与滚动轴承配合的主轴材料选用。
5 导轨副
5. 1 滑动导轨
滑动摩擦面须采用耐磨措施。按导轨材料不同分为两种类型。
5. 1. 1 铸铁导轨
铸铁导轨材料和热处理技术要求见表2。须进行刮研加工的导轨可选用耐磨铸铁;刚度要求高的横梁导轨可考虑球墨铸铁。一般情况宜选用灰铸铁。经淬硬的灰铸铁宜采用低温时效或振动时效处理,不淬硬灰铸铁仅适用于不重要导轨。
表 2
铸铁类别
牌 号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
耐磨铸铁
MTPCuTi250
MTPCuTi300
MTP250
MTP300
MTVTi250
MTVTi300
MTCrMoCu250
MTCrMoCu300
MTCrMoCu350
CTCrCu250
MTCrCu300
MTCrCu350
高温时效或振动时效
填充聚四氟乙烯导轨软带;
与主导轨同类的低一级的耐磨铸铁
1. 导轨面可不淬火;
2. 可进行刮研加工;
3. 耐磨性较好;
4. 承载能力:
粘结填充聚四氟乙烯导轨软带导轨副一般不大于1 MPa;
耐磨铸铁导轨副一般不大于1.5 MPa
灰 铸 铁
HT250
HT300
HT350
密烘铸铁
(抗拉强度250~ 350 MPa)
低应力铸铁
(抗拉强度250~ 350 MPa)
感应淬火或火焰淬火,导轨面硬度不小于65 HS或68 HS,有效硬化层深度不小于1.5 mm(高频淬火为不小于0.8 mm)
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250
1. 耐磨性较好;
2. 抗擦伤性能较好;
3. 承载能力:
粘结填充聚四氟乙烯导轨软带的导轨副一般不大于1 MPa;
铸铁导轨副一般不大于1.5 MPa
接触电阻加热淬火,并符合有关规定要求
高温时效或振动时效
填充聚四氟乙烯导轨软带
1. 可进行刮研加工;
2. 耐磨性一般;
3. 抗擦伤性能较差
球墨铸铁
QT500—7
QT600—3
淬火或不淬火。
对淬火件:其技术要求与灰铸铁淬火件相同;
对不淬火件:高温时效或振动时效
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250
1. 刚度高;
2. 经淬火处理后耐磨性和抗擦伤性能均较好;
3. 不淬火件可进行刮研加工
5. 1. 2 镶钢导轨
镶钢导轨材料和热处理技术要求见表3。要求耐磨性高或结构形状复杂、热处理易变形的导轨,应采用渗氮处理。一般导轨宜采用淬火处理。
表 3
热处理
牌 号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
淬 火
(或表面淬火)
GCr15
GCr15SiMn
9Mn2V
9SiCr
T7
T8
60
1. 球化退火;
2. C58或G58,有效硬化层深度不小于1.5 mm ;
3. 低温时效
1. 滑动导轨:
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250;
HT300;
2. 滚动导轨:
GCr15(C60)
滚动体
1. 接触疲劳强度高;
2. 耐磨性好;
3. 抗擦伤性能好;
4. 滑动导轨承载能力;
软带配合副一般不大于1 MPa;
铸铁配合副一般不大于1.5 MPa
55
50CrVA
1. Z或T235;
2. G56或C56,有效硬化层深度不小于1.5 mm;
3. 低温时效
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250;
HT300
1. 耐磨性较好;
2. 抗擦伤性能较好;
3. 承载能力同滑动导轨;
4. 一般不用于滚动导轨
渗 碳
20Cr
15CrMn
20CrMnTi
1. Z;
2. S1.4—C58或S1.4—G58;
3. 低温时效
1. 滑动导轨:
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250;
HT300;
2. 滚动导轨:
GCr15(C60)
滚动体
1. 接触疲劳强度高;
2. 耐磨性好;
3. 抗擦伤性能好;
4. 承载能力同淬火导轨
渗 氮
38CrMoAl
1. T235或T265或Z;
2. D0.5—850
填充聚四氟乙烯导轨软带;
HT200;
HT250;
HT300
1. 耐磨性最好;
2. 抗擦伤性能最好;
3. 热处理变形小;
4. 承载能力同淬火滑动导轨;
5. 一般不用于滚动导轨
5. 2 滚动导轨
滚动摩擦面须采用硬化措施。
滚动导轨材料和热处理技术要求见表3。轴承钢应予优先选用。除特殊易变形导轨外,一般不推荐渗氮处理。
5. 3 液体静压导轨
滑动面可以不采用硬化措施。
液体静压导轨材料和热处理技术要求见表4。导轨面不允许有疏松等铸造缺陷。根据导轨结构和刚度要求选用。
表 4
材 料 牌 号
热 处 理 技 术 要 求
配 合 副
HT250
HT300
HT350
高温时效或振动时效
填充聚四氟乙烯导轨软带;
涂层塑料;
ZCuSn10P1;
ZZnAl10—5
45
40Cr
1. T215或T235或Z;
2. 低温时效
5. 4 气体静压导轨
滑动面一般应采用耐磨措施。
气体静压导轨材料和热处理技术要求参照表3选用。
6 丝杠副
6. 1 滑动丝杠
eq \o\ad(6. 1. 1, ) 普通精度(7级及7级以下)滑动丝杠的材料和热处理技术要求见表5。工作频繁、磨损较严重的丝杠应采用硬化处理(氮碳共渗等表面处理或淬火)。一般丝杠可采用调质或正火处理。
表 5
热处理类别
材料牌号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
正火或调质
45
Y40Mn
40Cr
Z或T235
ZCuSn6Zn6Pb3
ZCuAl10Fe3
ZCnAl10–5
HT200
HT250
1. 中碳钢耐磨性一般,含碳高的钢种稍好;
2. 生产成本较低
YF40MnV
YF45MnV
—
50
60
Z
T10A
T215或T235
氮碳共渗
40Cr
Y40Mn
YF40MnV
YF45MnV
1. Z或T235;
2. 氮碳共渗等表面处理,表面硬度不小于480 HV
1. 耐磨性较好;
2. 抗胶合性能好;
3. 热处理后不宜再机加工,只推荐用于7级以下的丝杠
淬 火
40Cr
42CrMo
1. Z或T235;
2. C42或G48
1. 耐磨性较好;
2. 7级丝杠须用磨削螺纹来保证精度;
3. 推荐用于长度在1 m以下的丝杠
注:热处理技术要求系指丝杠螺纹部分。软丝杠的方头和轴颈一般需C42或G48。
6. 1. 2 精密(6级及6级以上)滑动丝杠的材料和热处理技术要求见表6。耐磨性要求特别高,或热处理易变形的丝杠宜选用38CrMoAl钢,一般情况多采用淬火丝杠。调质丝杠仅用于工作不频繁,或负荷较小的场合。
表 6
热处理类别
材料牌号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
淬 火
9Mn2V
1. 球化退火;
2. C56或G56;
3. 低温时效
ZCuSn10P1
ZCuSn6Zn6Pb3
ZCuAl10Fe3
1. 耐磨性好;
2. 尺寸稳定性较好;
3. 为防止磨裂和提高精度稳定性,淬火、回火后硬度不宜高于59 HRC
渗 氮
38CrMoAl
1. T265;
2. D0.4—850
1. 耐磨性好;
38CrMoAl最好;
2. 抗胶合性能好;
3. 尺寸稳定性好;
4. 热处理变形小
20CrMnTi
35CrMo
1. Z或T235;
2. 渗氮;
20CrMnTi D0.4—600;
35CrMo D0.4—550
调 质
T10A
T12A
1. T215或T235;
2. 低温时效
1. 耐磨性一般;
2. 加工性能较好,可用精车达到6级精度
eq \o\ad(6. 1. 3, ) 与滑动丝杠配合的螺母常用铸造锡青铜ZCuSn6Zn6Pb3或ZCuSn10P1,也可采用铸造锌合金ZZnA110—5或灰铸铁进行氮碳共渗处理。重载低速螺母可采用ZCuA110Fe3。低速轻载螺母亦可选用灰铸铁或耐磨铸铁。
6. 2 滚珠丝杠
滚珠丝杠材料和热处理技术要求见表7。精密滚珠丝杠宜用轴承钢,低精度滚珠丝杠可选用60钢,热处理易变形的滚珠丝杠(如空心丝杠)应采用渗氮钢。
表 7
热处理类别
材料牌号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
表面淬火
(或淬火)
GCr15
GCr15SiMn
1. T235;
2. G58或C58,沿滚道有效
硬化层深度不小于1 mm;
3. 冷处理;
4. 低温时效
GCr15(C58)
GCr15SiMn(C58)
1. 接触疲劳强度高;
2. 耐磨性好;
3. 尺寸稳定性较好
60
1. Z;
2. G58或C58,沿滚道有效硬化层深度不小于1 mm
1. 接触疲劳强度较高;
2. 耐磨性较好
渗 氮
38CrMoAl
1. T265;
2. D0.4—850
1. 接触疲劳强度较高;
2. 耐磨性最好;
3. 尺寸稳定性好;
4. 热处理变形小
7 齿轮
7. 1 齿轮材料和热处理技术要求见表8。经渗碳和渗氮处理的齿轮,其有效渗碳硬化层深度和渗氮层深度分别见表9和表10。齿轮材料和热处理应根据齿轮受力情况来选用。对于双向受力齿轮,齿根最大弯曲应力应乘以0.7。弯曲应力和接触应力不能兼顾时,应优先满足弯曲应力的要求。
表 8
齿轮类别
工作条件
材料牌号
热处理技术要求
适用范围
高负荷
齿 轮
齿根最大弯曲应力:
(F=350~400MPa
齿面最大接触应力:
(H=1200~1400MPa
20CrMnTiH
20CrMnTi
1. Z;
2. Td—C58,有效硬化层深度0.3~0.8 mm
齿轮模数1.5~3.5 mm
12CrNi3A
20CrMnTiH
20CrMnTi
20CrMo
15CrMn
1. Z;
2. S—C58或S—G58
齿轮模数1.5~6 mm
38CrMoAl
1. T265;
2. D850
模数1~6 mm的非交换齿轮
中等负荷
齿 轮
齿根最大弯曲应力:
(F=300~350MPa
齿面最大接触应力:
(H=1000~1200MPa
15CrMn
20Cr
1. Z;
2. S—C58或S—G58
齿轮模数1.5~6 mm
42CrMo
40CrH
40Cr
45H
45
1. Z或个别情况下T215或T235;
2. G52,齿根有效硬化层深度0.5~2 mm
齿轮模数1~6 mm(同时淬火);
齿轮模数大于6 mm(单齿淬火)
35CrMo
42CrMo
40Cr
1. T215或T235;
2. D450或D600
模数1~6 mm的非交换齿轮
中低负荷
齿 轮
齿根最大弯曲应力:
(F=200~300MPa
齿面最大接触应力:
(H=600~1000MPa
40CrH
40Cr
45H
45
1. Z或个别情况下T215或T235;
2. G48或G52,齿根允许不硬化
齿轮模数1~6 mm
42CrMo
35CrMo
40Cr
1. T215或T235;
2. Dr0.3—500或硫氮碳共渗
模数0.5~3 mm的非交换齿轮
低负荷
齿 轮
齿根最大弯曲应力:
(F(200 MPa
齿面最大接触应力:
(H(600 MPa
45
50
55
60
Z
齿轮模数0.5~8 mm
HT250
HT300
—
齿轮模数1~3 mm
尼龙1010
夹布胶木
—
模数0.5~2.5 mm,受力很小的齿轮
注:(F和(H按GB/T 3480和GB/T 10062规定计算。
表 9 mm
齿 轮 模 数
1.5~2.25
2.5~3.5
4~5.5
6~10
11~12
有效渗碳硬化层深度
注:表中推荐的有效渗碳硬化层深度系指成品的实际深度。
表10 mm
齿 轮 模 数
1~1.75
2~3
3.5~4
4.5~5
5.5~6.5
渗 氮 层 深 度
7. 2 要求齿面耐磨性高的齿轮(如精度高于6级的齿轮)宜采用渗碳或渗氮处理。要求抗胶合能力强的齿轮宜采用渗氮、硫氮碳共渗或氮碳共渗处理。但渗氮、硫氮碳共渗或氮碳共渗齿轮不能用于交换或冲击较大的场合。
7. 3 内孔精度必须由机械加工保证,而又不能进行磨削加工的齿轮,宜采用齿部感应淬火(或渗碳后齿部感应淬火),也可采用齿部局部离子渗氮处理,保持内孔不被硬化。
8 蜗轮副
蜗杆材料和热处理技术要求见表11。经渗碳的蜗杆,其有效渗碳硬化层深度见表12。
表 11
热处理类别
材料牌号
热处理技术要求
配 合 副
特 点
渗 碳
20Cr
15CrMn
20CrMo
20CrMnTi
1. Z;
2. S—C58;
3. 分度蜗杆须低温时效
ZCuSn10P1
ZCuSn6Zn6Pb3
ZCuA110Fe3
HT200
HT250
HT300
耐磨铸铁
(分度蜗轮须经
高温时效处理)
涂层塑料
(静压蜗母条)
1. 耐磨性好;
2. 抗胶合能力较好;
3. 承受冲击性能好
渗 氮
(或氮碳共渗或硫氮碳共渗)
38CrMoAl
1. T265;
2. D0.4—850或D0.5—850
1. 耐磨性最好;
2. 抗胶合能力好;
3. 热处理变形小
40Cr
35CrMo
42CrMo
1. T235或Z;
2. D0.4—450或Dt500或硫氮碳共渗
1. 耐磨性较好;
2. 抗胶合能力好;
3. 热处理变形小
淬 火
(或表面淬火)
9Mn2V
1. T235或球化退火;
2. C56;
3. 低温时效
1. 耐磨性好;
2. 抗胶合能力较好;
3. 感应淬火蜗杆承受冲击性能较好
45
40Cr
42CrMo
1. T235;
2. C48或G48或H48,齿面有效硬化层深度不小于1 mm
1. 耐磨性和抗胶合性能一般;
2. 生产成本低
调 质
40Cr
42CrMo
45
T235
表12 mm
模 数
≤1.75
2~3
3.5~10
11~16
有效渗碳硬化层深度
注:表中推荐的有效渗碳硬化层深度系指成品的实际深度。
8. 1 分度蜗杆和蜗轮
分度蜗杆应选择耐磨性和抗胶合能力好的材料和热处理,如渗氮(38CrMoAl)、渗碳以及合金工具钢淬火。
分度蜗轮一般采用锡青铜ZCuSn10P1或ZCuSn6Zn6Pb3,润滑条件良好的低速蜗轮亦可采用耐磨铸铁。
8. 2 动力蜗杆和蜗轮
动力蜗杆螺旋面一般须经硬化处理。承受冲击的重负荷蜗杆宜采用渗碳淬火处理。要求抗胶合能力和耐磨性高的蜗杆可采用渗氮处理(或氮碳共渗或硫氮碳共渗),如处理后不再加工则仅适用于精度不高(7级以下)的蜗杆。一般蜗杆可采用淬火(或表面淬火)处理。调质处理只宜用于低精度、低速、中小负荷蜗杆。
动力蜗轮一般采用锡青铜或铸铁,ZCuSn10P1适用于高速蜗轮,ZCuSn6Zn6Pb3适用于中速蜗轮,ZCuA110Fe3适用于低速、重载蜗轮。速度更低的可以采用铸铁蜗轮。重载铜蜗轮宜用金属模或离心铸造。静压蜗母条可以采用涂层塑料。
9 花键轴
花键轴材料和热处理技术要求见表13。
承受扭矩较小或一般精度的花键轴可采用调质处理(或正火),也可采用易切削非调质钢YF40MnV或YF45MnV。滑移齿轮移动频繁或精度较高则应采用结构钢感应淬火;承受扭矩大、精度高的花键轴宜采用合金渗碳钢或合金工具钢。
表13
热处理类别
材料牌号
热 处 理 技 术 要 求
特 点
调 质
(或正火)
45
45Cr
T215或T235或Z
1. 耐磨性一般;
2. 承受冲击性能较好;
3. 生产成本低
YF40MnV
YF45MnV
—
感应淬火
45
40Cr
35CrMo
42CrMo
1. T235;
2. 工作面G48或G52
1. 耐磨性较好;
2. 承受冲击性能较好
9Mn2V
1. T265;
2. 工作面G58
1. 耐磨性好;
2. 承受冲击性能差
渗 碳
20Cr
15CrMn
20CrMo
20CrMnTi
1. Z;
2. S0.8—C58或S0.8—G58
或S1.2—C58或S1.2—G58
3. 耐磨性好;
4. 承受冲击性能较好
10 齿条
齿条可参照齿轮选择材料和制定热处理技术要求。工作频繁的齿条应采用硬化措施。细长齿条宜采用渗氮处理(或氮碳共渗或硫氮碳共渗)。精度低的齿条可采用整体淬火。工作不频繁或受力不大的齿条可以不采用硬化措施,其中要求调质的齿条宜用易切削非调质钢YF40MnV或YF45MnV。
11 箱体
箱体一般采用灰铸铁制造,并经高温时效处理。主轴箱等要求较高的箱体宜用HT300或HT350;一般箱体采用HT200或HT250。
要求刚度高、受力大的箱体可采用球墨铸铁QT600—3制造。单件、小批量生产的箱体可采用45钢或Q235钢焊接结构。这些箱体亦须进行高温时效处理。
JB/T 50077-1999
中 华 人 民 共 和 国
机 械 行 业 标 准
机床八类零件选材及热处理
(内部使用)
JB/T 50077-1999
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机械科学研究院出版发行
机械科学研究院印刷
(北京首体南路2号 邮编 100044)
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开本880×1230 1/16 印张1 字数22,000
1999年12月第一版 1999年12月第一次印刷
印数1-500 定价 15.00元
编号 99-638
机械工业标准服务网:http://www.JB.ac.cn
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