零件熱處理工藝既涉及零件的結(jié)構(gòu)、材料本身所具有的特性，有與熱處理工藝過程密切相關(guān)。因此，在設(shè)計需熱處理的機(jī)械零件時，應(yīng)充分考慮零件結(jié)構(gòu)的熱處理工藝性，合理地選擇材料，正確地提出技術(shù)要求。

     影響結(jié)構(gòu)熱處理工藝性因素的因素較多，主要有：材料的選擇，零件的幾何形狀、零件的尺寸大小，零件的精度及表面狀態(tài)等。

    為避免零件熱處理時發(fā)生過量變形、開裂或軟點等，零件的幾何形狀往往是關(guān)鍵。尖銳的棱邊、尖角和凹腔會產(chǎn)生應(yīng)力集中，成為開裂的主要根源；零件截面突變處（如螺紋、油孔、鍵槽、退刀槽等）也容易造成應(yīng)力集中；零件材料的顯微組織不良會使熱處理時的應(yīng)力分布不均勻而導(dǎo)致變形或開裂。

必要時可通過利用專用夾具改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性。

設(shè)計原則：

1、避免孔距離邊緣太近：

注：盡可能避免危險尺寸或太薄的邊緣，必要時可通過熱處理后成形的方法來改善工藝性；結(jié)構(gòu)允許時，孔距離邊緣應(yīng)不小于1.5倍孔徑。

 2、避免不通孔、死角：

注：不通孔和死角使淬火時氣泡不易逸出，造成硬度不均。允許時，應(yīng)開工藝排氣孔。

 3、避免結(jié)構(gòu)尺寸厚薄相差懸殊：

注：可通過加工工藝孔使零件截面比較均勻；短階梯軸盡量將不通孔改為通孔，減小據(jù)誒購尺寸厚薄懸殊。

 4、避免尖角、棱角

注：高頻感應(yīng)加熱淬火時，兩平面交角處應(yīng)有比較大的圓角或倒角，并有5~8mm不能淬硬。內(nèi)角要開工藝槽。為避免銳邊尖角在熱處理時熔化或過熱，在槽或孔的邊上應(yīng)有2~3mm的倒角。

5、避免斷面突變，增大過渡圓角：

注：斷面過渡處應(yīng)有比較大的圓弧半徑。結(jié)構(gòu)允許時，可設(shè)計成過渡圓錐。

曲軸淬火時，增大曲軸軸頸的圓角，且高頻感應(yīng)加熱時必須規(guī)定淬硬要包括圓角部分，否則曲軸的疲勞壽命降低。

 6、零件形狀應(yīng)力求對稱：

注：薄壁套筒類滲氮件若結(jié)構(gòu)不對稱，一端有凸緣，滲氮后變成喇叭口；可通在另一端增加凸緣，變形可大為減小。在幾何形狀允許的條件下，力求結(jié)構(gòu)對稱。

 7、零件應(yīng)有足夠的剛度：

注：細(xì)長件熱處理時容易變形，可通過增加加強(qiáng)筋的方法，增加結(jié)構(gòu)剛度，減小變形。

 8、避免開口形零件淬火：

 9、在可能的條件下將零件設(shè)計成組合件：

注：當(dāng)零件截面相差懸殊時，加工難度增大，且熱處理也難達(dá)到要求，可改為拼接結(jié)構(gòu)。

10、對容易變形開裂的零件愛你改選合適的材料：

 11、適當(dāng)調(diào)整零件熱處理前的加工余量：

注：45鋼襯套，要求硬度50~55HRC。按常規(guī)留磨量，淬火后外徑余量有余，內(nèi)徑余量不足。根據(jù)變形規(guī)律將磨量改為內(nèi)徑預(yù)留0.70~0.80mm，外徑預(yù)留0.20~0.30mm,以適應(yīng)淬火后脹大。

 12、合理調(diào)整加工工序，改善熱處理工藝性：

注：45鋼鎖緊螺母，要求槽口部位35~40HRC，全部加工后淬火，內(nèi)螺紋產(chǎn)生變形。可改為在槽口局部高頻感應(yīng)加熱淬火，后加工出內(nèi)螺紋。龍門銑床主軸的端面油溝先車出來，淬火時容易開裂，改成整體淬火，外圓局部高頻退火后再加工油溝。

 13、從實際工作條件出發(fā)適當(dāng)修正技術(shù)要求：

注：分析工件使用工況是需要整體熱處理還是只需局部熱處理就可滿足使用要求。

14、采用合適的熱處理工藝：

注：分析各熱處理工藝的特點。

 15、采用合理的熱處理工藝操作：

注：用石棉及耐火泥賭賽細(xì)孔、螺紋孔于型孔；截面變化懸殊處用鐵絲、石棉線等捆綁，以控制加熱、冷卻速度，減小變形；曲軸滲氮時，為防止變形用拉緊桿于支撐套固定；合理吊扎，既安全又使孔變形小（盡量不要穿孔（非工藝孔）吊扎）；合理確定零件在爐中加熱時的防止方式，淬入冷卻液的方式和在冷卻液中的移動方向。

 16、改善零件最終熱處理前的質(zhì)量：

 17、積極采用新工藝、新設(shè)備、新材料：

 18、不同直徑軸類高頻感應(yīng)加熱淬火件允許有合理的淬火過渡區(qū)：

注：淬火部分帶槽或孔，允許距槽或孔邊小于或等于8mm處不淬硬；帶有空刀槽的軸高頻感應(yīng)加熱淬火時，距空刀槽處允許有小于或等于5mm的軟帶；要高頻感應(yīng)加熱淬火的帶槽零件，槽深度大于或等于10mm時允許距離槽底有5mm不淬硬；淬硬平面有槽，且為細(xì)長狹條面，如其寬度小于或等于8mm，則此細(xì)長面允許不淬硬；如零件有直角兩表面均需高頻感應(yīng)加熱淬火時，允許在一個表面上有小于或等于8mm的回火軟帶，或允許其中一面距邊緣5mm范圍不淬硬；兩相交平面均需高頻感應(yīng)加熱淬火時，其交角處允許有小于或等于8mm不淬硬，交角處要有空刀槽或圓角。

 19、高頻感應(yīng)加熱淬火件的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮熱處理工藝性：

注：零件有孔時，孔的邊緣距淬硬表面應(yīng)在6mm以上，或允許有空的地方不淬硬；二聯(lián)或三聯(lián)齒輪，其二聯(lián)間距離應(yīng)大于或等于8mm。在小于或等于16mm時，允許其中較小齒輪的硬化層稍帶斜度。

 20、高頻感應(yīng)加熱淬火件應(yīng)有合理的熱處理技術(shù)要求：

 21：感應(yīng)加熱淬火件應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生尖角效應(yīng)：

注：解決辦法可以調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與工件之間的相對高度或相對間隙。