热处理作业指导书一、范围本技术条件规定了钢制零件热处理技术要求和检验方法。

本技术条件适用于钢的正火与退火、淬火与回火、感应与火焰淬火和渗碳淬火等热处理件。

本技术条件未规定的技术要求应在图样或专用技术革新文件中规定。

二、一般规定适用于钢的正火与退火、钢的淬火与回火，钢表面淬火和钢的渗碳钢淬火件。

1.工件的工艺路线应正确，材料牌号与图样相符，代料要有代料单。

2.工件材料的化学成分应符合国家标准、部（行业）标准或工厂标准中相同牌号的规定。

3.淬火、表面淬火和渗碳淬火件热处理前表面不得有裂纹、飞刺、锈蚀、斑痕和油污等影响热处理质量的缺陷。

4.工件的最终热处理要求应在图样中标注或说明。

5.工件的机械化性能要求（硬度除外）应在图样中标注具体项目和数值要求。

6.工件热处理工艺简图应能反映出工件的轮廓尺寸、有效截面尺寸、表面淬火及渗碳淬火部位等。

7.热处理件的补焊检查按GB8539规定执行。

8.齿轮、齿轮轴的检验等级按GB8539规定分为ML级（常规检验）、MQ级（一般检验）和ME级（严格检验），各级别的检验项目及指标均见附录A（提示的附录）。

9.对检验合格的热处理件应按规定标识；外协件应有出厂或进厂合格证明或报告单。

三、钢的正火和退火1.钢的正火适用范围a)适用于中碳钢、低碳钢和低合金钢的铸件、锻件消除应力、细化组织、降低硬度，改善切削性能；并为最终热处理做好组织准备；作为某些零件的最终热处理。

b)适用于碳素钢、低合金钢件在重复淬火时消除应力、改善组织，以防止重新淬火时产生变形与裂纹。

2.钢的退火适用范围a)钢的完全退火适用于中碳钢、中碳合金铸钢件、锻件、轧制件和重要焊接件的细化组织、降低硬度、改善切削加工性能及充分消除内应力。

b)钢的不完全退火适用于晶粒未粗化的中、高碳钢和低合金钢、轧制件的降低硬度、改善切削加工性能及消除内应力。

c)钢的等温退火适用于中碳合金钢、低碳合金渗碳钢和某些高合金钢大型铸锻件及冲压件，使其获得更为均匀的组织和硬度。

d)钢的球化退火适用于共析钢和过共析钢的锻、轧件进一步改善切削性能；并为淬火做好组织准备。

e)去应力退火适用于机械加工件、焊接件消除残余应力。

3.技术要求a)工件装炉必须放在确定的有效加热区中，装炉量、装炉方式应保证工件的均匀加热和冷却。

b)工件正火与退火的加热温度、加热速度、加热时间、冷却速度等应严格按工艺进行。

c)密封构件去应力退火前应钻有φ6以上的放气孔，防止密封腔内空气受热膨胀引起变形或爆裂。

d)作为预备热处理的正火和退火工艺，在图样上不用标注硬度要求。

e)正火或退火加回火作为最终热处理的重要啮合件（如有硬度差要求的软齿面齿轮副的齿轮）允许在图样上标注HB要求的范围，45钢为HB 156～207。

ZG340～640钢为HB 166～217。

f)对于低合金结构钢用正火、正火加回火或退火的硬度值应≤HB 241。

个别钢件≤HB 269，碳素结构钢应≤HB217，这些在图样中均不标注。

4.质量检验a)正火与退火件的质量检验项目是外观、硬度、晶粒度、变形和机械性能。

b)锻件按JB4385，铸钢件按JB5676、JB/ZQ4297进行质量检验。

c)工件有要求做超声波深伤、磁粉探伤等规定时应100%检验。

d)铸钢件有机械性能要求时，每一熔炉号、每一热处理炉次至少留用三件试样坯。

试样符合GB6397规定，按GB228、GB229和GB2106做机械性能检验。

四、钢的淬火和回火1.适用范围a)适用于产品零件的调质热处理、高硬度件的淬火热处理。

b)适用于机修件、工艺装备件的调质热处理、高硬度件的淬火热处理和工、模具淬火热处理。

c)不适用于感应及火焰淬火2.技术要求a)淬火与回火件一般需对其工作面进行粗加工后，方可进行热处理，热处理前所留机械加工余量、倒角、圆角按规定执行；粗切齿调质齿轮参见附录C。

b)淬火与回火件一般不允许黑皮毛坯进行热处理。

c)轴类经淬火与回火后弯曲变形超过加工余量的2/3时应进行校直。

粗大轴类可在回火温度下热校直并不再回火。

硬度大于或等于HRC40的轴类校直后，必须进行补充回火。

d)图样上标注有机械性能要求（硬度除外）的淬火与回火锻件，其试样坯原则上应同零件是一体的，铸钢件允许单独浇铸试样坯。

e)试样坯与零件同炉热处理后按GB6398、GB2975、JB/ZQ4287、JB/ZQ4288把试样坯加工成试样，并按GB228和GB229和GB2106等进行机械性能试验。

f)图样上标注的硬度无特殊说明的均是指热处理零件成品时的工作部位的表面硬度。

g)图样中有机械性能要求者（硬度除外），应以机械性能为验收条件，硬度仅作参考。

h)零件的机械性能（含硬度）不合格时，应重新热处理，重新热处理总淬火次数不得超过三次，回火次数不限。

i)调质热处理齿轮对不加工表面进行喷砂或抛丸处理以去除氧化皮。

3.质量检验a)外观检查可用目力或低倍放大镜观察零件有无裂纹、烧损和碰伤等。

必要时可用着色、超声波法检查裂纹。

b)调质件用布氏或其他硬度计测量硬度，用其他硬度计按GB1172换算；当低于25HRC时不允许用洛氏硬度计测量。

c)调质件批量生产时按热处理炉抽检率为轴类1/3，齿轮轴、齿轮类2/3，但不少于三件，单件生产100%测定。

d)齿轮调质热处理后，在外圆表面或端面用砂轮磨一水平面（粗糙度为Ra≤6.3μm），所测硬度应控制在图样要求的上限或按工艺硬度控制。

几种钢工艺硬度与图样硬度差值附录B（提示的附录）。

e)成品齿轮硬度应在齿面或轮缘端面半径方向半厚度处用无损检测硬度计测定。

f)硬度测量时轴类在外圆柱一条母线上进行，轮类在外圆互成120°的三等份线上进行每件至少测量三点。

检测结果应符合图样要求。

检测中若有个别点超出规定，则在该点附近加测，加测合格为合格，若加倍检测仍有不合格，则应全部检查或按不合格处理。

g)高强度螺栓、螺母的验收检查按GB90、GB3098.1和GB5779.1～5779.3执行。

h)钢的淬火与回火件（包括调质件）表面硬度的误差按JB3877执行。

五、钢的表面淬火1.适用范围a)适用于工业频率（50Hz）、中频频率（2500Hz、8000Hz）的感应加热设备及火焰加热设备对零件表面进行淬火。

b)适用于车轮、水平轮、制动轮、滚轮、齿轮、齿轮轴、链轮、内外齿圈、齿轮盘接手、销轴、滑轮和卷筒绳槽的表面淬火。

2.技术要求a)预备热处理对于碳素结构钢可以进行正火或正火回火处理，对于合金结构钢可进行调质处理，对于低合金结构钢制的轮类零件允许采用正火工艺。

b)工件表面淬火前的加工余量应符合规定，齿轮的加工余量见附录D。

c)轴类局部表面淬火件要求的淬火长度两端允许波动范围中频淬火为±5mm，火焰淬火为±8mm。

d)轴类全长中频表面淬火时，允许两端有10mm以内的未淬硬区域。

e)阶梯轴中频表面淬火时，阶梯处软带不大于12mm。

f)带沟槽、退刀槽的轴表面淬火时槽两端应有2～3mm的倒角时，槽两端允许有不大于8mm的软带。

g)外圆柱表面连续顺序淬火时，其软带条数为一条，软带宽度中频淬火不大于15mm，火焰淬火不大于20mm。

h)埋入式齿轮轴齿部表面淬火时齿顶圆直径与相邻部位直径之差不大于10mm。

i)模数16以下的齿轮轴、齿轮齿部表面淬火没有沿齿廓硬化层要求时，允许全齿一次加热表面淬火。

j)表面淬火件允许返修，表面淬火总次数不得超过三次数不限，重新淬火前应感应正火处理。

k)表面淬火件表面淬火后均应回火，对于合金结构钢和高碳钢的表面淬火件应及时回火或立即回火。

3.质量检验a)用目力、低倍放大镜检查外观，不得有裂纹、烧伤和碰伤等缺陷，必要时可用着色或磁粉探伤裂纹。

b)被检验零件表面的粗糙度Ra≤3.2μm；所测硬度不取平均值，其最低硬度也应符合图样要求，表面硬度的偏差按ZB/T170014执行。

c)工件表面淬火回火后，可按GB230、GB231、GB4340和GB4341规定的方法检测硬度，当不通用硬度计检测时可用标准锉刀检测。

d)对于车轮、制动轮、齿轮、齿轮轴表面淬火的硬度检测率为100%，其他类零件无特殊规定时，表面硬度的检验率为2/3。

所有件100%检查裂纹。

e)轴类零件检测表面硬度在外圆表面一条母线上左、中、右三个部位进行；轮类零件在外圆表面互成120°的三等份线的上、中、下三个部位进行。

f)单齿表面淬火必须测量齿面硬度，齿面硬度系指轮齿节圆附近的硬度。

g)齿轮轴齿部表面淬火后齿顶圆径向跳动大于0.25mm时应进行校直，校直后进行补充回火。

其他轴类零件的校直后也要进行补充回火。

h)车轮中频加热淬火时出现的轮缘裂纹和从踏面到幅板出现贯穿裂纹时，应对断口及化学成分进行分析后进行判废工作。

i)车轮中频淬火后踏面下的硬度梯度检测应定期对车轮进行解剖，用硬度法检测踏面下的硬度梯度。

j)表面淬火有效硬化层深（DS）的测定按GB5617进行。

六、钢的渗碳淬火1.适用范围a)适用于齿轮、齿轮轴、花键轴、链轮类零件的齿面高硬度渗碳淬火。

b)适用于其他轴、销轴、滚子钢套等要求高硬度高耐磨性等零件。

2.技术要求a)预备热处理i)渗碳零件一般预备热处理为正火或正火加回火处理，其硬度符合有关标准规定；钢的晶粒度5级以上。

ii)对于可靠性要求高的齿轮以及模数较大的齿轮，可在粗滚齿后进行去应力退火，然后半精滚再渗碳淬火。

b)对于可靠性要求高的齿轮以及模数较大的齿轮，可在粗滚齿后进行去应力退火，然后半精滚再渗碳退火。

c)对于可靠性要求高的齿轮可预先进行超声波或磁粉探伤，按GB8539执行。

d)零件不渗碳部分涂防渗涂料，其技术指标按ZBG51108执行。

e)随炉试样随炉试样可分为渗碳层试样、表面碳浓度剥层试样，心部组织试样和齿形试样等；试样的材料与预备热处理及晶粒级别与渗碳零件相同。

i)渗碳层试样见表1表1模数试验尺寸（直径×长度）≤6 16×35＞6～18 25×50＞18 直径=1/2齿高处齿轮截面内切圆直径，长度=（2～3）×直径ii)心部硬度与心部组织检验试样见表2表2 mm模数试验尺寸（直径×长度）≤6 32×76＞6～10 56×130＞10～18 76×180＞18 90×205iii)剥层定碳分析试验尺寸为φ25×105mm。

iv)齿形试样至少含有三个轮齿，齿宽为3～4倍模数，但不小于25mm，齿根圆以下的厚度为至少两倍模数，但不小于10mm。

v)随炉试样数量根据设备类型和装炉情况确定，试样在炉中应放置在能代表齿轮热处理质量的部位。

f)渗碳淬火件的工艺控制按JB3999执行。

g)渗碳淬火件的表面硬度为54HRC±2HRC、56HRC±2HRC、58HRC±2HRC、60HRC±2HRC。