工业缝纫机零件的热处理工艺设计优化

1.工业缝纫机的特点分析

工业缝纫机是在运行转速高、工作环境较差的条件下工作的。因此，要求其零件比家用缝纫机零件具有更好的耐磨性和更高的精度。一般采用优质低碳合金钢制造。为适应使用性能要求，实践证明，采用较低温度的奥氏体氮碳共渗，或铁素体氮碳共渗的浅层处理，性能更优越，且有利于减小热处理变形。

2.工业缝纫机零件表面硬化层深度的规定

工业缝纫机零件表面硬化层深度的规定如表7-10所示。

表7-10 工业缝纫机零件表面硬化层深度的规定

注：1.空心轴类可参照轴类，但硬化层深度不得超过原定的1／2。

2.弯针类硬化层为0.10～0.30mm。

3.工业缝纫机典型零件的热处理工艺设计

以弧形锥齿轮为例，阐述其选材和制造工艺路线以及热处理工艺设计等。

（1）弧形锥齿轮常用材料和热处理方法及其硬度要求 详见表7-11所示。

表7-11 弧形锥齿轮常用材料和热处理方法及其硬度要求

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（2）弧形锥齿轮的制造工艺路线

1）20CrMo和20Cr钢制齿轮的制造工艺路线：下料→粗车→正火→碳氮共渗→淬火→回火→研磨→成品。

2）40Cr钢制齿轮的制造工艺路线：下料→粗车→调质处理→精加工→铣齿→氮碳共渗→研磨→成品。

（3）毛坯的预备热处理工艺设计

1）20CrMo和20Cr钢毛坯的预备热处理：利用锻造余热进行正火处理，硬度为156～214HBW，以改善机械加工工艺性，其完全脱碳层不得超过预留加工量的1／3。

2）40Cr钢毛坯的预备热处理：调质处理，以改善整体强度和降低齿轮加工的表面粗糙度值。具体工艺为在RX3-15-9型普通中温箱式炉中830～850℃加热，透烧后油冷淬火；在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中610～630℃加热，透烧后水冷。硬度为220～260HBW。

（4）弧形锥齿轮的最终热处理 由于选材不同，其热处理方法也不同。

1）20CrMo和20Cr钢制齿轮：在RQ3-25-9型井式渗碳炉中820～860℃加热，滴入甲醇和丙酮进行碳氮共渗，并在80℃的热油中直接淬火冷却；然后在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中回火：350～420℃加热，透烧后空冷。

2）40Cr钢制齿轮：在RN-30-6型井式渗氮炉中于560～580℃，通氨气和滴入甲醇进行氮碳共渗，保温4h后直接油冷淬火；然后在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中回火：180～200℃加热，保温1h后空冷。

3）齿轮的奥氏体氮碳共渗：在RN-30-6型井式渗氮炉中于770～790℃，通氨气和滴入甲醇进行氮碳共渗，保温4h后直接油冷淬火；然后在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中回火：380～450℃加热，保温2h后空冷。

（5）处理结果 在端面检测，原定为450～480HV；组织为含氮马氏体；硬化层深度为0.2～0.5mm。全面满足设计要求。