金屬熱處理課程設(shè)計-提動閥座課程設(shè)計-文庫吧
2025-07-30 15:08 本頁面
【正文】 （ 5） Mo阻抑奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的能里很強，從而提高鋼的淬透性，能降低或抑制其他合金元素導致的回火 脆性，在較高的回火溫度下形成彌散分布的特殊碳化物，二次硬化的作用提高熱強性和蠕變強度。 （ 6） Ni 細化鐵素體晶粒，對塑性韌性有所提高，特別是低溫塑性。 4 確定 加工路線 （冷、熱加工） 加工工藝主要包括機加工和熱處理工藝。機加工是指通過加工機械精確去除材料的加工工藝。它 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。熱處理是將金屬材料放在一定的 介質(zhì) 內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的金相 組織結(jié)構(gòu) ,來控制其性能的一種金屬熱加工 工藝。 該零件結(jié)構(gòu)簡單，可以通過鑄造鑄出毛坯，通過機加工使其成型；之后進行去應力退火，消除殘余內(nèi)應力。改善其切削性能然后經(jīng)過機加工使其復合尺寸要求； 接著調(diào)制使其達到硬度要求； 再經(jīng)過化學熱處理（氮碳共滲）使表面獲得一層化合物滲層，提高零件表面耐磨性和抗疲勞性能；最后經(jīng)過研磨，以滿足尺寸精度， 即可得到所需的零件。 可采用的工藝流程： 提動閥座 的整體加工工藝流程： 下料鍛造 → 預備熱處理 →一次機加工（粗加工） →調(diào)制→ 二次機加工（精加工）→氮碳共滲。 5 熱處理工藝方法選擇 退火工藝的選擇 42CrMo 經(jīng)過鑄造及 粗加工后組織不均勻內(nèi)應力較大，易變形開裂，所以在精加工前需施以 消除內(nèi)應力穩(wěn)定組織為目的的去應力退火。 其 內(nèi)應力主要產(chǎn)生在有塑性到彈性變形的過渡階段 。 因此在這個溫度區(qū)間內(nèi)，冷卻速度愈慢，內(nèi)應力就愈小。消除內(nèi)應力的退火應該是將粗加工后鑄件緩慢加熱到高于塑性變形的溫度范圍內(nèi)，然后保溫，使鑄件各部 分組織均勻，內(nèi)應力減小。故一般在選用低溫去應力退火。 調(diào)制工藝 調(diào)制處理 是使機械零件達到設(shè)計性能要求的關(guān)鍵。淬透性的大小直接影響剛的最后力學性能。 調(diào)制鋼熱處理的第一步工序是淬火，一般合金調(diào)制鋼都在油中淬火。處于淬火狀態(tài)的鋼，內(nèi)應力大，脆性很大，不能直接使用 ，必須 要進行第二步工序 —— 回火，其目的是消除內(nèi)應力，增加韌性，調(diào)整強度，獲得良好的綜合力學性能。 該提動閥座應加熱到 (850177。 10)℃，保溫 后，進行油淬，再在（ 580177。 10）℃，保溫 1h 進行回火。 6 制定 熱處理工藝 制度 退 火工藝的制定 將 冷變形后的金屬在低于再結(jié)晶溫度加熱，以消除內(nèi)應力，但仍保留加工硬化效果的熱處理。在實際生產(chǎn)中，熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切削或切割、焊接、熱處理甚至機器零部件的裝配，在不改變組織狀態(tài) 、保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，將工件加熱至 Ac1 一下某一溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應力，減小變形以及開裂傾向的熱處理，統(tǒng)稱為去應力退火。 表 42CrMo加熱和冷卻的臨界點 Ac1 Ac3 Ms 42CrMo 730℃ 780℃ 360℃ 為了消除毛胚鍛造應力，降低硬度以及改善切削 加工性能，同時均勻組織，細化晶粒，為了后續(xù)加熱處理做準備。 （ 1）退火溫度，選用 680～ 700℃，退火溫度是將工件加熱到 Ac1以下 30～50℃ ， 42CrMo 臨界溫度點為 730℃，一般采用熱爐裝料，加熱過程中工件內(nèi)溫差較大，為了縮短工件在高溫時的停留時間，一般加熱溫度稍高。 （ 2） 退火 保溫時間， 保溫時間與鋼的化學成分、工件形狀、尺寸、爐子類型、裝爐量等多種因素有關(guān)， 一般按每毫米厚度保溫 估算 。 主軸的直徑為 13mm，考慮加工余量 5mm，因而其有效厚度為 20mm，保溫時間為 左右。 調(diào)制工藝的制定 （ 1）加熱溫度，亞共析鋼淬火加熱溫度為 Ac3+3050℃，綜合考慮淬火加熱溫度應選用 850℃ 。 （ 2）淬火加熱時間， 應包括工件整個截面加熱到預定淬火溫度，并使之在該溫度下完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需的時間。 常用經(jīng)驗公式為： τ =α k D 式中 τ —— 加熱時間， min； α —— 加熱時間系數(shù)， min/mm； k—— 裝爐量修正系數(shù)； D—— 工件有效厚度， mm。 對于管型工件的有效厚度，當高度 /壁厚≧ 時，可按 壁厚計算，圖中最大壁厚為 16mm， 考慮到圓錐部位的壁厚稍大一些，因而取最大壁厚為 20mm。工件的有效厚度 D=50mm,加熱系數(shù)α和裝爐修正系數(shù) k分別見表 3和表 4，對于42CrMo，α =， k=，則τ = 50=50min,考慮到透熱之后，還需要515min 的組織轉(zhuǎn)變時間，因而我選擇 的保溫時間。 表 3 常用鋼的 加熱 系數(shù)（ min/mm） [2] 工件材料 直徑 /mm 600℃ 氣體介 質(zhì)爐中預熱 750850℃ 鹽浴爐 中加熱或預熱 800900℃ 氣體 介質(zhì)爐中加熱 11001300℃ 鹽 浴爐中加熱 碳素 鋼 ≤50 50 低合金鋼 ≤50 50 高合金鋼 高速鋼 工件裝爐方式 修正系數(shù) K 工件裝爐方式 修正系數(shù) K 0 . 5 d 2 d 1 d 表 4 工件裝爐修正系數(shù) [5] 2 d （ 3） 冷卻方法的選擇， 考慮到所給主軸的形狀復雜，尺寸較大，淬火過程易發(fā)生形變或開裂，我選用中斷淬火法。把加熱到淬火溫度的工件，先在冷卻能力強的 鹽 水 中冷卻至接近 Ms 點 ， 然后取出轉(zhuǎn)入油冷，以達到在不同淬火冷卻溫度區(qū)間，有比較理想的淬火冷卻速度。這樣既保證了獲得較高的硬度層和淬硬層深度又可減少內(nèi)應力及防止發(fā)生變形或開裂。在水中停留時間為每 56mm有效厚度約 1s。 由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗操作，當水中的工件抖動停止，在水中 30S 取出 可 放入油中油 冷。另外，工件入水宜動不宜靜，
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