【正文】 達到表層高硬度的熱處理方式 ,淬火后低溫回火 ,表層得到回火馬氏體組織 ,耐磨性達到較高水平 . 淬火的目的是提高硬度，淬火是得到盡量多的馬氏體組織，得到高硬度， 回火是為了馬氏體二次分解形成索氏體，以便得到良好的機械性能。對于20CrMnMo 鋼而言，正火可以細化晶粒，使組織均勻化，消除切削加工后的組織硬化現(xiàn) 象和去除內(nèi)應(yīng)力。 10℃ 空冷 滲碳 925177。接著 需要表面硬度，發(fā)揮 結(jié)構(gòu) 鋼優(yōu)越的機械性能，常將 結(jié)構(gòu) 鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度 。 Cr、 Mn 合金元素能提高鋼鐵索體的強度 ,同時提高鋼的淬透 性。 鋼材的組織性能（硬度、強度、耐磨性、塑韌性等）與各種熱處理工藝的關(guān)系 從鐵碳合金相圖來看 , 20CrMnMo 鋼屬于亞共析鋼 , 緩慢冷卻到室溫后的組織為鐵素體 + 珠光體 。 但是如果溫度過高，奧氏體晶粒過于粗大淬火后會產(chǎn)生開裂或變形。 Ni能強化鐵素體，降低鋼的 Ac1 和 Ac3點，從而使熱處理時的退火、正火、淬火的加熱溫度有所降低。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性?？梢詼p少鋼在淬火時的變形和增加鋼的強度和硬度。能增加奧氏體的穩(wěn)定性，降低臨界冷卻速度，增加鋼的淬透性很多 ，故能使 Si 合金鋼在油中淬硬。使鋼的奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域變?yōu)?700500℃和 400250℃。它能 顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性 ；阻止晶粒長大，增加鋼的淬透性，降低鋼的臨界冷卻速度 。所以熱處理時其機械性能幾乎不發(fā)生影響。 主軸是機床上的傳動力的零件，由于負荷不同，受力大小也不同，常承受彎曲，扭矩，沖擊，同時受到在滑移和轉(zhuǎn)動部位的摩擦作用。 3 目 錄 前言 一．熱處理工藝課程設(shè)計的目的………… ………………………………………… 5 二 ．熱處理工藝課程設(shè)計的任務(wù)…………………………………………………… 5 三．熱處理工藝課程設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容和步驟 ………………………………………… 5 ，鋼種和技術(shù)要求 ………………………………………… …… 5 零部件的工作條件、破壞方式和性能要求的分析 …………… ………… … 6 零部件用鋼的分析 ………………………………………………………… 6 相關(guān)鋼種化學成分的作用 ……………………… ………………… … 6 …………… ……………………… 7 鋼材的組織性能與各種熱處理工藝的關(guān)系 ………………………… 8 熱處理工藝方案及工藝參數(shù)的論述 ……………………………………… 11 零件的加工工藝路線及其簡單論證 ………………………………… 11 鍛造工藝曲線 ………………………………………………………… 11 預備熱處理工藝方案、工藝參數(shù)及其論證 ………………………… 12 最終熱處理工藝方案，工藝參數(shù)及論證 …………………………… 12 20CrMnMo 的 正 火工藝 ………………………………………… 12 20CrMnMo 的滲碳工藝 ………………………………………… 14 20CrMnMo 的淬火工藝 ………………………………………… 17 20CrMnMo 的回火工藝 ………………………………………… 19 總的熱處理工藝曲線 ………………………………………… … 22 輔助工序方案 ……………………………………………………… 22 四． 選擇加熱設(shè)備 ……………………… …………………………………………… 22 中溫井式電阻爐 ………………… ………………………………………… 22 井式滲碳爐 ……………………………………………………… ………… 23 五． 工裝圖 …………………………………………………………………… …… 25 六． 工序質(zhì)量檢驗項目、標準方法 ………………………………………………… 27 七 ．熱處理工藝過程中缺陷分析 ………………………………………………… 28 4 常見的滲碳缺陷 ……………… ………………………………………… 28 淬火缺陷 ……… ………………………………………………… 29 …………… …………………………………………… 29 八．心得體會……………………………………………………………………… 30 九 ． 參考文獻 … …………………………………………………………………… 31 5 一、 熱處理工藝課程設(shè)計的目的 1. 深入了解熱處理課程的基本理論 2. 初步學會制定零部件的熱處理工藝 3. 了解與本設(shè)計有關(guān)的新技術(shù) ,新工藝 4. 設(shè)計盡量采用最新技術(shù)成就 ,并注意和具體實踐相結(jié)合 ,是設(shè)計具有一定 的先進性和實踐性 . 二、 熱處理工藝課程設(shè)計的 設(shè)計任務(wù) 1. 編寫設(shè)計說明書 2. 編制工序施工卡片 3. 繪制必要的工裝圖 三、 熱處理工藝課程 設(shè)計內(nèi)容和步驟 零部件簡圖、鋼種和技術(shù)要求 : 20CrMnMo 6 ： 及尾部 30mm 處 滲碳淬火， 滲碳層深度~； 60~65HRC. 零部件的工作條件、破壞方式和性能要求的分析 作為機床的傳動件， 主軸是傳遞動力的零件，傳遞著動力和各種負荷，它的前后端由于承受一定的扭轉(zhuǎn)和摩擦力 ， 它的 合理選材直接影響整臺車床的精度和使用壽命 。本課程設(shè)計是在《材料科學基礎(chǔ)》﹑《金屬熱處理工藝學》﹑《失效分析》﹑ 《金屬力學性能》等課程學習的基礎(chǔ)上開設(shè)的，是理論與實踐相結(jié)合的重要教學環(huán)節(jié)。通過熱處理可以改變材料的加工工藝性能，充分發(fā)揮材料的潛力，提高工件的使用壽命。如何實現(xiàn)工件設(shè)計時提出的幾何形狀和加工精度，滿足設(shè)計時所要求的多種性能指標，熱處理工藝制定的合理與否，有著至關(guān)重要的作用。 (3)軸頸和花鍵等部位發(fā)生相對運動，承受較大的摩擦，軸頸表面產(chǎn)生過量的磨損。純鐵在加熱與冷卻過程中，僅發(fā)生晶格的變化（同素異形轉(zhuǎn)變）。 B. 鉻（ Cr）的影響 鉻為碳化物形成元素。但它 降低了鋼的馬氏體點，因而增加了鋼殘余奧氏體量。 D. 硅（ Si）的影響 Si 能升高 Ac1 和 Ac3 點，從而使熱處理時的退火、正火、淬火的加熱溫度增高。增加奧氏體的穩(wěn)定性，降低鋼的臨界冷卻速度，同時增加鋼的淬透性，但它使殘余奧氏體量增加。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。 G. 銅 (Cu)和 鎳 (Ni)的影響 銅在合金鋼中，使鋼的 Ac3 下降。 （ 1） 20CrMnMo 熱處理基本參數(shù) 8 表 31 臨界溫度 Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Ms 溫度 /℃ 710 830 620 740 ：淬透性隨淬火溫度的提高而增加，因為溫度升高，奧氏體晶粒尺寸增大，淬透性提高。 ：淬火后變形分兩種：翹曲變形和體積變形，翹曲變形主要是加熱時工件在爐內(nèi)放置不當或搓 火前后沒有定型處理貨冷卻不均勻做造成的，另一方面淬火前后組織不一樣引起體積變形，淬火前一般為珠光體組織，淬火后為馬氏體組織，由于兩種組織的比容不同，淬火前后講引起體積變化，從而產(chǎn)生變形，但這種變形只按比例使工件脹縮而不改變形狀。鋼中合金元素為 Cr％、 Mn％、 Mo％。 9 表 32 20CrMnMo 的臨界溫度及常規(guī)熱處理工藝參數(shù) 牌 號 臨界溫度 /℃ 退火 正 火 Ac1 Ac3 Ms 溫度 /℃ 冷卻 /℃ 硬度 HBW 溫度 /℃ 冷卻 /℃ 硬度 HBW Ar1 Ar3 Mf 20CrMnMo 710 830 850~ 870 爐冷 ≤217 880~ 930 空冷 190~ 228 620 740