JBT 50077-1999机床八类零件选材及热处理.pdf

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 I 前 言 本标准是对 JB/T 5007796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 5007796。 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。 JB/T 50077－－1999 1 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）的常用材料和热处理技术要求。 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 34801997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 GB/T 100621988 锥齿轮承载能力计算方法 JB/T 66091993 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措施， 整体须经除应力时效 处理。主轴材料和热处理技术要求见表 1。 表 1 热处理类别 材料牌号 热 处 理 技 术 要 求 特 点 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 5007796 2000-01-01 实施 JB/T 50077－－1999 2 渗 碳 20Cr 20CrMo 15CrMn 20CrMnTi 20CrNi3A 1. Z; 2. 主轴端部工作面及轴承支撑部位 S0.81.6G58 或 S0.81.6C58； 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） 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 G 48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 局部淬火 （或整体淬火） 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. D0.4850或 D0.5850； 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 QT6003 1. T235或 Z； （铸铁 200240 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。 JB/T 50077－－1999 3 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 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） 接触电阻加热淬火，并 符合有关规定要求 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 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） 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 QT5007 QT6003 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 JB/T 50077－－1999 4 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 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 淬 火 （或表面淬火） 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. S1.4C58或 S 1.4G58; 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. D0.5850 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。 JB/T 50077－－1999 5 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 45 40Cr 1. T215或 T235或 Z； 2. 低温时效 填充聚四氟乙烯导轨软带； 涂层塑料； ZCuSn10P1; ZZnAl105 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 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 45 Y40Mn 40Cr Z或 T235 YF40MnV YF45MnV 50 60 Z 正火或调质 T10A T215 或 T235 1. 中碳钢耐磨性一般，含碳高 的钢种稍好； 2. 生产成本较低 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 ZCuSn6Zn6Pb3 ZCuAl10Fe3 ZCnAl10–5 HT200 HT250 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。 JB/T 50077－－1999 6 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 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 38CrMoAl 1. T265； 2. D0.4850 渗 氮 20CrMnTi 35CrMo 1. Z 或 T235； 2. 渗氮； 20CrMnTi D0.4600； 35CrMo D0.4550 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 调 质 T10A T12A 1. T215或 T235； 2. 低温时效 ZCuSn10P1 ZCuS n6Zn6Pb3 ZCuAl10Fe3 1. 耐磨性一般； 2. 加工性能较好，可用精车达 到 6 级精度 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 ZZnA1105 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 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 1. 接触疲劳强度高； 2. 耐磨性好； 3. 尺寸稳定性较好 表面淬火 （或淬火） 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.D0.4850 GCr15（C58） GCr15S iMn（C58） 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 JB/T 50077－－1999 7 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 20CrMnTiH 20CrMnTi 1. Z； 2. TdC58，有效硬化层深 度 0.30.8 mm 齿轮模数 1.53.5 mm 12CrNi3A 20CrMnTiH 20CrMnTi 20CrMo 15CrMn 1. Z； 2. SC58 或 SG58 齿轮模数 1.56 mm 高负荷 齿 轮 齿根最大弯曲应力 σF350400MPa 齿面最大接触应力 σH12001400MPa 38CrMoAl 1. T265； 2. D850 模数 16 mm 的非交换齿轮 15CrMn 20Cr 1. Z； 2. SC58 或 SG58 齿轮模数 1.56 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 0.52 mm 齿轮模数 16 mm（同时淬 火）； 齿轮模数大于 6 mm（单齿 淬火） 中等负荷 齿 轮 齿根最大弯曲应力 σF300350MPa 齿面最大接触应力 σH10001200MPa 35CrMo 42CrMo 40Cr 1. T215 或 T235； 2. D450 或 D600 模数16 mm的非交换齿轮 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 16 mm 中低负荷 齿 轮 齿根最大弯曲应力 σF200300MPa 齿面最大接触应力 σH6001000MPa 42CrMo 35CrMo 40Cr 1. T215 或 T235； 2. Dr0.3500 或硫氮碳共 渗 模数 0.53 mm 的非交换齿 轮 45 50 55 60 Z 齿轮模数 0.58 mm HT250 HT300 齿轮模数 13 mm 低负荷 齿 轮 齿根最大弯曲应力 σF200 MPa 齿面最大接触应力 σH600 MPa 尼龙1010 夹布胶木 模数0.52.5 mm， 受力很小 的齿轮 注σF和σH按GB/T 3480和GB/T 10062规定计算。 表 9 mm 齿 轮 模 数 1.52.25 2.53.5 45.5 610 1112 有效渗碳硬化层深度 2 .0 0 3 . 0 3 .0 0 5 . 0 4 .0 0 8 . 0 5 . 0 0 2 . 1 5 . 0 0 6 . 1 JB/T 50077－－1999 8 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 11.75 23 3.54 4.55 5.56.5 渗 氮 层 深 度 10. 0 05. 0 15. 0 − 10. 0 05.0 3 . 0 − 15.0 05. 0 4 . 0 − 15.0 05.0 5 . 0 − 15.0 05. 0 6 . 0 − 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. SC58； 3. 分度蜗杆须低温时效 1. 耐磨性好； 2. 抗胶合能力较好； 3. 承受冲击性能好 38CrMoAl 1. T265； 2. D0.4850或D0.5850 1. 耐磨性最好； 2. 抗胶合能力好； 3. 热处理变形小 渗 氮 （或氮碳共 渗或硫氮碳 共渗） 40Cr 35CrMo 42CrMo 1. T235或Z； 2. D0.4450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 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 淬 火 （或表面淬火）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 调 质 40Cr 42CrMo 45 T235 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. 耐磨性和抗胶合性能一般； 2. 生产成本低 表 12 mm 模 数 ≤1.75 23 3.510 1116 有效渗碳硬化层深度 2 .0 0 3 . 0 3 . 0 0 5 . 0 4 . 0 0 8 . 0 5 .0 0 2 . 1 JB/T 50077－－1999 9 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 45 45Cr T215或T235或Z 调 质 （或正火） YF40MnV YF45MnV 1. 耐磨性一般； 2. 承受冲击性能较好； 3. 生产成本低 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 感应淬火 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. S0.8C58或S0.8G58 或S 1.2C58或S1.2G58 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 JB/T 50077－－1999 10 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 QT6003 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 * 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） * 开本8801230 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