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第1章 齿轮的热处理1

1.1 齿轮的服役条件分析与性能要求1

1.1.1 工作条件分析2

1.1.2 常见的主要失效形式2

1.1.3 主要性能要求3

1.2 齿轮钢材的冶金与热处理质量控制6

1.2.1 齿轮钢材的冶金质量控制6

1.2.1.1 钢材的冶金质量6

1.2.1.2 齿轮用钢冶金质量检验项目及技术要求12

1.2.2 齿轮锻件的检验及锻后热处理13

1.2.3 调质齿轮钢的热处理质量控制13

1.2.4 表面淬火齿轮钢的热处理质量控制15

1.2.5 渗碳齿轮钢的热处理质量控制18

1.2.6 渗氮齿轮钢的热处理质量控制18

1.3 齿轮用钢的选择18

1.3.1 轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮18

1.3.2 中载、中速、受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮18

1.3.3 重载、高速或中速、承受较大冲击载荷的齿轮19

1.3.4 精密传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮22

1.3.5 尺寸较大、形状复杂、承受一定冲击的齿轮22

1.4 调质、表面淬火齿轮的热处理工艺23

1.4.1 常用的调质钢及表面淬火钢23

1.4.2 齿轮的调质热处理23

1.4.2.1 调质齿轮的选材与加工工艺流程23

1.4.2.2 调质齿轮的常见热处理工艺26

1.4.2.3 典型调质齿轮热处理工艺实例分析27

1.4.2.4 调质齿轮的检验项目、内容及方法35

1.4.2.5 调质齿轮的常见缺陷及防止措施37

1.4.3 表面淬火齿轮的热处理工艺38

1.4.3.1 表面淬火的分类与特点38

1.4.3.2 表面淬火齿轮的选材、机械加工工艺流程与技术要求39

1.4.3.3 表面淬火的组织与性能40

1.4.3.4 齿轮的火焰加热表面淬火40

1.4.3.5 激光加热表面淬火简介44

1.4.3.6 齿轮的感应加热表面淬火45

1.4.3.7 典型零件的表面淬火齿轮热处理工艺分析52

1.4.3.8 表面淬火齿轮的畸变及防止67

1.4.3.9 感应加热表面淬火齿轮的质量检验68

1.4.3.10 表面淬火常见的缺陷及防止措施71

1.5 渗碳与碳氮共渗齿轮的热处理工艺72

1.5.1 钢的化学热处理简介72

1.5.2 渗碳齿轮73

1.5.2.1 渗碳工艺概述73

1.5.2.2 气体渗碳齿轮的工艺特点80

1.5.2.3 渗碳齿轮的热处理、组织与性能82

1.5.2.4 控制渗碳齿轮热处理畸变的措施84

1.5.2.5 一般渗碳齿轮的加工工艺流程86

1.5.2.6 典型的渗碳齿轮热处理工艺分析86

1.5.2.7 渗碳齿轮的质量检测101

1.5.2.8 渗碳齿轮的常见缺陷、产生原因与防止措施103

1.5.2.9 石油钻井螺旋锥齿轮常见的热处理缺陷、产生原因与防止方法103

1.5.3 碳氮共渗齿轮103

1.5.3.1 碳氮共渗概述103

1.5.3.2 气体碳氮共渗齿轮的工艺特点119

1.5.3.3 齿轮碳氮共渗后的热处理、组织和性能121

1.5.3.4 气体碳氮共渗齿轮的加工工艺流程122

1.5.3.5 典型碳氮共渗齿轮的热处理工艺分析122

1.5.3.6 碳氮共渗齿轮的质量检测127

1.5.3.7 碳氮共渗齿轮的常见缺陷生产原因与防止措施128

1.6 渗氮、离子渗氮与氮碳共渗齿轮的热处理工艺132

1.6.1 渗氮齿轮132

1.6.1.1 渗氮工艺概述132

1.6.1.2 渗氮齿轮的工艺特点144

1.6.1.3 气体渗氮齿轮的加工工艺流程146

1.6.1.4 典型渗氮齿轮的热处理工艺分析146

1.6.1.5 渗氮齿轮的质量分析152

1.6.1.6 渗氮齿轮及气体渗氮的常见缺陷产生原因及防止措施160

1.6.2 离子渗氮齿轮160

1.6.2.1 离子渗氮概述160

1.6.2.2 离子渗氮齿轮的工艺特点167

1.6.2.3 离子渗氮齿轮的加工工艺流程171

1.6.2.4 典型离子渗氮齿轮的热处理工艺分析171

1.6.2.5 齿轮离子渗氮的质量检测178

1.6.2.6 齿轮离子渗氮的常见缺陷及防止办法178

1.6.3 氮碳共渗齿轮179

1.6.3.1 氮碳共渗简介179

1.6.3.2 氮碳共渗齿轮的工艺特点186

1.6.3.3 气体氮碳共渗齿轮的一般加工工艺流程186

1.6.3.4 典型氮碳共渗齿轮的热处理工艺分析186

1.6.3.5 氮碳共渗齿轮的质量检测191

1.6.3.6 氮碳共渗齿轮的常见缺陷、产生原因及预防措施191

第2章 金属切削机床典型零件的热处理193

2.1 概述193

2.1.1 金属切削机床零件热处理的特点193

2.1.2 机床零件常用的热处理工艺194

2.1.2.1 预先热处理194

2.1.2.2 最终热处理195

2.1.3 机床零件的热处理工艺性197

2.1.4 机床零件热处理工艺性的合理选择199

2.1.4.1 机床零件热处理工艺性的结构设计199

2.1.4.2 机床零件热处理工艺的选择200

2.1.4.3 机床零件热处理技术要求的确定202

2.1.4.4 热处理工序的安排与热处理工艺性202

2.2 机床主轴的热处理209

2.2.1 机床主轴的工作条件、常见失效形式与性能要求209

2.2.2 机床主轴材料及热处理的合理选择209

2.2.3 机床主轴的加工工艺流程210

2.2.4 典型主轴的热处理工艺分析210

2.3 丝杠的热处理226

2.3.1 丝杠的工作条件、失效形式与性能要求226

2.3.2 丝杠材料的合理选用227

2.3.3 丝杠的热处理特点228

2.3.4 丝杠热处理的质量检测229

2.3.5 丝杠热处理的缺陷及改进措施231

2.3.6 丝杠典型热处理工艺分析232

2.4 机床导轨的热处理246

2.4.1 导轨的工作条件、失效形式与性能要求246

2.4.2 导轨材料的合理选用246

2.4.3 导轨的热处理质量检测248

2.4.4 导轨的热处理缺陷及预防措施251

2.4.4.1 铸铁导轨的淬火缺陷251

2.4.4.2 镶钢导轨的缺陷252

2.4.5 导轨典型热处理工艺分析252

2.4.5.1 铸铁导轨252

2.4.5.2 镶钢导轨256

2.4.5.3 直线滚动导轨的热处理263

2.5 机床床身、工作台等基础件的热处理264

2.5.1 热时效264

2.5.2 振动时效266

2.5.3 自然时效267

2.6 机床附件的热处理267

2.6.1 分度头蜗杆的热处理267

2.6.2 分度头主轴的热处理274

2.6.3 机床心轴的热处理275

2.6.4 机床三爪自定心卡盘卡爪的热处理277

2.6.5 机床弹簧夹头的热处理278

2.7 机床花键轴和离合器摩擦片的热处理282

2.7.1 机床花键轴的热处理282

2.7.2 机床离合器摩擦片的热处理285

第3章 大型铸件、锻件及焊接件的热处理288

3.1 概述288

3.1.1 简述288

3.1.2 冶金质量对于大型零件质量的影响288

3.1.3 铸造质量对于大型零件质量的影响289

3.1.4 锻造质量对于大型零件质量的影响291

3.2 典型大铸件、锻件及焊接件的热处理291

3.2.1 大剪刀板的热处理291

3.2.2 大型铸件的热处理297

3.2.3 大型锻件的热处理300

3.2.4 大型焊接件的热处理320

3.3 电站典型零件的热处理322

3.3.1 概述322

3.3.2 转子322

3.3.3 汽轮机叶轮与叶片328

3.3.4 锅炉构件及输汽管335

3.4 轧机典型零件的热处理339

3.4.1 概述339

3.4.2 热轧工作辊341

3.4.3 冷轧工作辊344

3.4.3.1 工作条件与技术要求344

3.4.3.2 机械加工工艺流程345

3.4.3.3 热处理工艺345

3.4.3.4 热处理工艺分析与实施要点351

3.4.3.5 热处理质量检验354

3.4.3.6 热处理常见缺陷分析与对策354

3.4.3.7 9Cr2Mo钢φ660mm冷轧工作辊的热处理354

3.4.4 支承辊和空心辊358

3.4.4.1 工作条件与技术要求358

3.4.4.2 机械加工工艺流程359

3.4.4.3 热处理工艺359

3.4.4.4 支承辊的热处理工艺分析与实施要点363

第4章 工程机械、液压与气动元件的热处理366

4.1 工程机械典型零件的热处理366

4.1.1 破碎机颚板366

4.1.2 破碎机板锤369

4.1.3 掘土机斗齿和铲齿370

4.1.4 建筑机械主动圆锥齿轮373

4.2 液压元件的热处理375

4.2.1 叶片泵零件375

4.2.2 齿轮泵零件379

4.2.3 柱塞泵零件381

4.2.4 液压阀零件383

4.3 气动元件的热处理386

4.3.1 凿岩机活塞386

4.3.2 凿岩机钎尾389

4.3.3 凿岩机成品钎杆391

4.4 压缩机阀片的热处理393

4.4.1 阀片的工作条件与技术要求393

4.4.2 阀片的机械加工工艺流程393

4.4.3 阀片的热处理394

4.4.4 阀片的热处理工艺分析与实施要点394

4.4.5 阀片的热处理质量检验394

4.4.6 阀片的热处理缺陷分析与对策394

第5章 汽车、机车及柴油机典型零件的热处理396

5.1 活塞环、活塞销与连杆的热处理396

5.1.1 活塞环的热处理396

5.1.2 活塞销的热处理399

5.1.3 连杆的热处理403

5.2 曲轴与凸轮轴热处理406

5.2.1 曲轴的热处理406

5.2.1.1 曲轴的工作条件与技术要求406

5.2.1.2 曲轴的机械加工工艺流程407

5.2.1.3 曲轴的热处理工艺408

5.2.1.4 曲轴的热处理工艺分析与实施要点415

5.2.1.5 曲轴的热处理质量检验417

5.2.1.6 曲轴的常见感应淬火缺陷分析与对策417

5.2.2 凸轮轴的热处理417

5.2.2.1 凸轮轴的工作条件和技术要求417

5.2.2.2 凸轮轴的机械加工工艺流程419

5.2.2.3 凸轮轴的热处理419

5.2.2.4 凸轮轴热处理的工艺分析与实施要点422

5.2.2.5 凸轮轴的热处理质量检验423

5.2.2.6 凸轮轴感应淬火常见缺陷分析与对策423

5.3 气门挺杆与气阀的热处理424

5.3.1 气门挺杆的热处理424

5.3.1.1 工作条件和技术要求424

5.3.1.2 挺杆的机械加工工艺流程425

5.3.1.3 挺杆的热处理工艺426

5.3.1.4 挺杆的热处理工艺分析与实施要点432

5.3.1.5 挺杆的热处理质量检验432

5.3.1.6 挺杆的热处理缺陷分析与对策433

5.3.2 气门的热处理434

5.3.2.1 气门的工作条件和技术要求434

5.3.2.2 气门的机械加工工艺流程435

5.3.2.3 气门的热处理工艺规范437

5.3.2.4 气门的热处理工艺分析与实施要点448

5.3.2.5 气门热处理后的质量检验449

5.3.2.6 进、排气门的常见热处理缺陷分析与对策449

5.3.2.7 气门的主要失效方式与原因452

5.3.2.8 气门的热处理缺陷对产品安全性的影响453

5.4 半轴与汽车转向系统零件的热处理454

5.4.1 半轴的热处理454

5.4.1.1 工作条件和技术要求454

5.4.1.2 机械加工工艺流程455

5.4.1.3 半轴的热处理工艺455

5.4.1.4 半轴的热处理工艺分析与实施要点458

5.4.1.5 半轴的热处理质量检验460

5.4.1.6 半轴调质和表面淬火的缺陷分析与对策460

5.4.2 汽车转向系统零件的热处理461

5.4.2.1 汽车转向节的热处理461

5.4.2.2 球头支承的热处理463

5.4.2.3 汽车转向节主销的热处理464

5.5 推杆、摇臂和摇臂轴、活塞杆的热处理465

5.5.1 内燃机推杆的热处理465

5.5.2 汽车发动机的摇臂和摇臂轴的热处理465

5.5.3 活塞杆的热处理466

5.6 油泵柱塞副与喷油嘴偶件的热处理467

5.6.1 工作条件和技术要求467

5.6.2 加工工艺流程468

5.6.3 柴油机针阀体热处理468

5.6.3.1 常用材料的热处理技术要求和工艺路线468

5.6.3.2 油泵柱塞副和喷油偶件的热处理468

5.6.4 热处理工艺分析与实施要点470

5.6.5 针阀体的热处理常见缺陷与对策472

5.7 钢轨与机车车轮的热处理472

5.7.1 钢轨与机车车轮的工作条件和技术要求472

5.7.2 钢轨与车轮的热处理工艺474

5.7.2.1 钢轨的热处理工艺474

5.7.2.2 机车车轮的热处理工艺475

5.7.3 钢轨和车轮热处理工艺分析与实施要点476

5.7.4 钢轨和车轮的热处理质量检验477

5.7.5 钢轨的常见热处理缺陷分析与对策477

第6章 石油化工机械零件的热处理479

6.1 石油管道的热处理479

6.1.1 工艺管道479

6.1.2 石油套管482

6.2 石油钻探工具484

6.2.1 石油钻杆接头484

6.2.2 抽油杆的热处理487

6.2.3 石油钻机零件491

6.2.4 吊环的热处理494

6.2.5 吊具的热处理495

6.3 泥浆泵零件496

6.3.1 缸套的热处理496

6.3.2 阀体与阀座499

6.3.3 活塞杆500

6.4 化工机械零件的热处理501

6.4.1 压力容器501

6.4.2 液化气贮罐504

6.4.3 压缩机阀片506

第7章 常用标准件的热处理508

7.1 滚动轴承、弹簧零件的热处理508

7.1.1 滚动轴承内、外套圈的热处理508

7.1.1.1 工作条件和技术要求508

7.1.1.2 轴承内外套圈的加工工艺流程509

7.1.1.3 轴承套圈的热处理工艺509

7.1.1.4 轴承套圈的热处理工艺分析511

7.1.1.5 轴承套圈的热处理质量检验513

7.1.1.6 轴承套圈常见热处理缺陷分析与对策513

7.1.2 特大型轴承零件的热处理515

7.1.2.1 工作条件与技术要求515

7.1.2.2 机械加工工艺流程515

7.1.2.3 轴承零件的热处理515

7.1.2.4 热处理工艺分析与实施要点516

7.1.3 汽车钢板弹簧的热处理518

7.1.3.1 工作条件和技术要求518

7.1.3.2 汽车钢板弹簧的加工流程519

7.1.3.3 汽车钢板弹簧的热处理工艺规范519

7.1.3.4 汽车钢板弹簧热处理工艺分析与实施要点520

7.1.3.5 汽车钢板弹簧的热处理质量检验523

7.1.3.6 汽车钢板弹簧的常见热处理缺陷分析与对策523

7.1.4 高强度弹簧的热处理523

7.1.4.1 φ45mm大直径热卷50CrVA阀门弹簧的热处理523

7.1.4.2 柴油机部件弹簧的热处理526

7.1.5 其他弹簧的热处理527

7.1.5.1 碟簧的热处理527

7.1.5.2 Ⅱ型弹条的热处理529

7.1.5.3 铁路机车、车辆螺旋弹簧的热处理531

7.1.5.4 大型弹簧钢片的热处理532

7.1.5.5 启动机刷簧的热处理534

7.1.5.6 50CrV钢汽车扭杆弹簧的热处理536

7.2 紧固件的热处理536

7.2.1 高强度螺栓的热处理536

7.2.2 滚动销的热处理539

7.2.3 柴油机摇臂轴、销轴和弹簧销的热处理541

7.2.3.1 柴油机摇臂轴、销轴和弹簧销的工作条件与技术要求541

7.2.3.2 柴油机摇臂轴、销轴和弹簧销的加工流程541

7.2.3.3 柴油机摇臂轴、销轴和弹簧销的热处理542

7.2.3.4 热处理工艺分析与实施要点543

7.2.3.5 热处理的质量检验546

7.2.3.6 常见销轴的热处理缺陷分析与对策546

第8章 工、模、量具的热处理547

8.1 概论547

8.1.1 工、模、量具性能要求及常见失效形式547

8.1.1.1 工、模、量具的服役条件与技术要求547

8.1.1.2 工模量具用钢的失效形式548

8.1.2 工、模、量具用钢549

8.1.2.1 工具用钢549

8.1.2.2 模具用钢550

8.1.2.3 量具用钢552

8.2 工具的热处理552

8.2.1 丝锥的热处理552

8.2.2 圆板牙的热处理557

8.2.3 搓丝板的热处理561

8.2.4 钻头、铰刀和钢针的热处理565

8.2.4.1 工作特点与技术要求565

8.2.4.2 机械加工工艺流程566

8.2.4.3 钻头、铰刀和钢针的热处理工艺566

8.2.4.4 钻头、铰刀和钢针的热处理工艺分析及实施要点570

8.2.4.5 钻头、铰刀和钢针的热处理质量检验571

8.2.4.6 钻头、铰刀和钢针的热处理缺陷分析与对策572

8.2.5 锯条的热处理572

8.2.5.1 锯条的工作要求和技术条件572

8.2.5.2 锯条的机械加工工艺流程573

8.2.5.3 锯条的热处理工艺573

8.2.5.4 锯条的热处理工艺分析与实施要点576

8.2.5.5 锯条的热处理质量检验578

8.2.5.6 锯条的热处理产生缺陷分析与对策578

8.2.6 锉刀的热处理579

8.2.6.1 锉刀的工作特点和技术要求579

8.2.6.2 锉刀的加工工艺流程580

8.2.6.3 锉刀的热处理工艺580

8.2.6.4 锉刀的热处理工艺分析与实施要点581

8.2.6.5 锉刀的热处理质量检验582

8.2.6.6 锉刀的热处理缺陷分析与对策582

8.2.7 滚刀和锯片铣刀的热处理583

8.2.7.1 滚刀和锯片铣刀的工作条件和技术要求583

8.2.7.2 滚刀和锯片铣刀的机械加工工艺流程583

8.2.7.3 滚刀和锯片铣刀的热处理584

8.2.7.4 滚刀和锯片铣刀的热处理工艺分析与实施要点585

8.2.7.5 滚刀和锯片铣刀的热处理质量检验586

8.2.7.6 滚刀和锯片铣刀的热处理缺陷分析与对策587

8.2.8 拉刀的热处理587

8.2.8.1 工作条件和技术要求587

8.2.8.2 拉刀的机械加工流程588

8.2.8.3 拉刀的热处理工艺588

8.2.8.4 拉刀的热处理工艺分析与实施要点590

8.2.8.5 拉刀的热处理质量检验592

8.2.8.6 拉刀的热处理缺陷分析与对策592

8.2.9 车刀的热处理592

8.2.9.1 工作条件和技术要求592

8.2.9.2 车刀的机械加工工艺流程593

8.2.9.3 车刀的热处理工艺593

8.2.9.4 车刀的热处理工艺分析与实施要点595

8.2.9.5 车刀的热处理质量检验597

8.2.9.6 车刀的热处理缺陷分析与对策597

8.2.10 木工刨刀的热处理597

8.3 冷作模具的热处理599

8.3.1 电机硅钢片冷冲孔冲裁模的热处理599

8.3.2 挺杆冷挤压模具的热处理603

8.4 热作模具的热处理605

8.4.1 锤锻模的热处理605

8.4.1.1 3Cr2W8V钢6in活扳手热锻模的热处理605

8.4.1.2 汽车连杆锻模的热处理606

8.4.1.3 3Cr2W8V钢尖嘴钳锻模的热处理609

8.4.1.4 气门热锻模的热处理610

8.4.2 3Cr2W8V钢热挤压凸模的热处理615

8.4.3 铝合金压铸模的热处理616

8.5 常用量具的热处理618

8.5.1 游标卡尺尺身等的热处理618

8.5.2 千分表测杆等部件的热处理620

8.5.3 工字卡规的热处理621

8.5.4 块规的热处理624

第9章 农机、轻纺机械类零件的热处理627

9.1 农机具的热处理627

9.1.1 犁铧和犁壁的热处理627

9.1.2 圆盘和旋耕刀的热处理630

9.1.3 收割机刀片的热处理633

9.1.4 粉碎机锤片与筛片的热处理635

9.2 轻纺零件的热处理638

9.2.1 自行车中轴、碗与挡类零件的热处理638

9.2.1.1 自行车中轴的热处理639

9.2.1.2 碗与挡类零件的热处理640

9.2.2 自行车飞轮、链条类零件的热处理643

9.2.2.1 自行车飞轮的热处理643

9.2.2.2 自行车链条的热处理644

9.3 纺织机针布的热处理647

9.3.1 针布的工作特点和技术要求647

9.3.2 针布的加工工艺流程647

9.3.3 热处理工艺规范648

9.3.4 针布的热处理工艺分析与实施要点648

9.3.5 针布的热处理缺陷分析与对策649

9.4 纺机罗拉、锭杆和钢领的热处理649

9.4.1 纺机罗拉的热处理649

9.4.2 锭杆的热处理651

9.4.3 钢领的热处理654

9.4.4 针筒的热处理656

参考文献659