【正文】 排氣，將廢氣點(diǎn)燃。加大甲醇或煤油的滴量可增加排氣速度，使?fàn)t內(nèi)較快形成還原性氣氛 或 滲碳性氣氛。 c. 排氣階段。奧氏體晶核的長大時(shí)通過滲碳體的溶解、 碳原子在奧氏體中的擴(kuò)散， 以及奧氏體兩側(cè)的界面向鐵素體和滲碳體推移來實(shí)現(xiàn) 的。 b. 工件裝爐后，肯定會 導(dǎo)致爐溫下降，此時(shí)應(yīng)控制爐子的升溫速度， 使工件各部分之間不產(chǎn)生明顯的溫差。 d. 裝爐重量及裝料總高度硬小于設(shè)備規(guī)定的最大裝載量和爐膛有效尺 寸。 f. 應(yīng)定期清理爐內(nèi)炭黑，以免引起碳層不均。此外 還可以采取預(yù)留加工量， 或?qū)Σ恍枰獫B碳部位用緊密固定的鋼套 及軸環(huán)等寶華方 法。新爐或更換爐襯的爐子，工件滲碳前應(yīng)對 爐罐和掛具進(jìn)行預(yù)先滲碳。煤油價(jià)格低廉，滲碳能力強(qiáng)，但單獨(dú)使用煤油滲碳會在高 溫裂解后產(chǎn)生大量 CH4 和 [C]，爐內(nèi)積碳嚴(yán)重，爐內(nèi)氣氛的成分和碳勢不穩(wěn)定，不易控制。由于滲碳只改變工件表面的含碳量，要使?jié)B碳齒輪表面具有高的硬 度、高的耐磨性和心部良好韌性滲碳后必須進(jìn)行熱處理。這些介質(zhì)在高溫下分解，產(chǎn)生活性碳原 子，主要化學(xué)分解式如下： 2CO→ [C]+CO2 CH4→ 2H2+[C] 活性碳原子溶入鋼表面奧氏體中，并向內(nèi)部擴(kuò)散 ,最后形成一定深度的滲碳層。表面含碳量 影響滲碳淬火齒輪的淬透性， 而材料的淬透 性對組織、 性能、 畸變有直接的影響。經(jīng)正火后，齒輪的表 面硬度為 156～ 207HBW。冷卻 后的組織是片狀珠光體 +鐵素體。 回火的目的：減少或消除齒輪的淬火應(yīng)力，消除脆性，改善韌性、塑性， 滿足其力學(xué)性能要求。 淬火的目的：使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體組織 。 ⑵ 滲碳 滲碳：將低碳鋼工件放在富碳?xì)夥? 的介質(zhì)中進(jìn)行加熱（溫度一般為 880~950℃），保溫，使活性碳原 子滲入工件表面，從而提高表層碳濃度的過程，工件的表面被碳所飽和而獲得高碳的滲層組織。 4. 所選材料的相變臨界點(diǎn) 20CrMnTi 鋼的淬透性曲線如下圖 20CrMnTi 鋼熱處理的臨界轉(zhuǎn)變溫度如下表格 鋼號 Ac1 20CrMnTi 715 臨界溫度（近似值） （℃） Ac2 843 Ar1 625 五．熱處理工藝 1. 所選工藝的目的 ⑴ 正火 正火：將鋼加熱到一定的溫度 930177。 ⑹ S： S 是鋼中的雜質(zhì)元素，能明顯降低鋼的熱塑性，但是 S 能改善鋼的可 切削性能。 Si ～ P ≤ Mn ～ Ni ≤ Cr ～ Cu ≤ Ti ～ ⑶ Mn：主要作用是提高鋼的淬透性，增加鋼的強(qiáng)度和硬度，有脫氧及脫硫的功效（形成 MnS），防止熱脆。鋼中合金元素為 Cr％、 Mn％ 。選用8620H 鋼，由于鋼中含有 Cr 能夠提高淬透性， Cr 還 是碳化物形成元素，提高回火穩(wěn)定性； Mn 能增加鋼的強(qiáng)度和硬度，還有脫硫的 功效，也能提高鋼的淬透性； 8620H 鋼采用滲碳 +淬火 + 低溫回火，齒輪表面可以獲得 5864HRC 硬度，因淬透性較高，齒心部具有 較高的強(qiáng)度和韌性。兩齒輪在相對運(yùn)動(dòng)過程中，既 有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)，表面受到很大的接觸疲勞應(yīng)力和摩擦力的作用。 2. 材料的選擇 ⑴零件的用途高速齒輪是機(jī)械工業(yè)的重要基礎(chǔ)件，廣泛地應(yīng)用在動(dòng)力、 冶金、石油化工、航空航天以及艦船工業(yè)等重要領(lǐng)域，常常被用于重型載貨汽車上。失效形式 根據(jù)其服役條件，常見的失效形式為以下四點(diǎn)： ⑴ 疲勞斷裂 齒輪在交變應(yīng)力和摩擦力的長期作用下，導(dǎo)致齒輪點(diǎn)面接疲勞斷裂。其服役條件如下：⑴ 齒輪工作時(shí)，通過齒面的接觸來傳遞動(dòng)力。 熱處理工藝規(guī)程的擬定 ⑴ 分析所有可能的熱處理工藝方案，比較后選擇其中保證工件高質(zhì)量而有最經(jīng)濟(jì)的方案； ⑵ 需要熱處理的工件應(yīng)按材料、形狀、尺寸、重量和性能 要求等選擇合適的熱處理工藝； ⑶根據(jù)現(xiàn)場加熱和冷卻設(shè)備選擇工件的加熱和冷卻方法； 熱處理工藝過程各工序順序應(yīng)力求優(yōu)化，避免在工藝傳遞過程中的重 三．熱處理工藝課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 根據(jù)題目中零件的技術(shù)要求，分析零件服役條件和可能的失效形式，根據(jù)失效形式，確定零件的性能特點(diǎn)根據(jù)性能特點(diǎn)，選擇材料，相變點(diǎn)的確定，分析 含碳量及合金元素的作用， 確定該零件的加工工藝路線以及熱處理在加工工藝路 線中的位置，選定能實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求的熱處理方法，熱處理工藝參數(shù)的制定，熱處 理設(shè)備的 選擇，畫出各熱處理工藝后的金相組織示意圖，分析顯微組織特點(diǎn)，說明相組成物、組織組成物的名稱，夾具的設(shè)計(jì)或選用，工藝卡片的填寫。 3 熱處理工藝設(shè)計(jì) 熱處理工藝設(shè)計(jì)包括熱處理工藝在整個(gè)工件加工制造過程中的位置，熱處理工藝選擇和熱處理工藝規(guī)程擬定。 δ、Ψ、 Ak 等不能直接用于計(jì)算，而是用于提高零件的抗過載能力，以保證零件工作安全性 。從原材料到成品件，不同的工作經(jīng)過了不同的冷、 熱加工工藝，從工藝性出發(fā)，選材可按下列技術(shù)路線進(jìn)行： ． 經(jīng)濟(jì)性原則 選材要講經(jīng)濟(jì)效益，即應(yīng)計(jì)算所得與所費(fèi)、投入與產(chǎn)出、有用效果與、勞動(dòng)消耗，要對它們進(jìn)行評價(jià)和比較，從中選擇最合適的不一定是最好的或單價(jià)最貴的材料，以最好的消耗量得到最大的效益，這就是經(jīng)濟(jì)性原則。在選材之前必須了解零件承受的負(fù)載類型及大小，所處工作環(huán)境和 介質(zhì)溫度等服役條件。 結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì) 應(yīng)盡量簡單、均衡、規(guī)則、對稱 結(jié)構(gòu)件的形狀應(yīng)盡量使工件各部位的質(zhì) 量均勻分布， 以減少淬火時(shí)可能引起的過量變形和開裂。 （ 3）進(jìn)行熱處理設(shè)計(jì)的基本技能訓(xùn)練，如計(jì)算、工藝圖繪制和學(xué)習(xí)使用設(shè) 計(jì)資料、手冊、標(biāo) 準(zhǔn)和規(guī)范。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點(diǎn)﹑ 要求和技術(shù)條件，認(rèn)真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能失效形式，正確選擇材料；再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模﹑現(xiàn)場條件﹑熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性﹑方便性﹑質(zhì)量穩(wěn)定性和便于管理﹑降低成本等因素，確 定出一 種最佳方案。 熱處理工藝是整個(gè)機(jī)械加工過程種的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 它與工件設(shè)計(jì)及其它 工工藝之間存在密切關(guān)系。如今裝有同步器的汽車，操作就簡單了，只需要 踏下離合器， 檔位退至空檔，然后推到要換的檔位， 松開離合器。在舊 式汽車上，沒有同步器的時(shí)候，汽車換擋要進(jìn)行下述步驟操作， 踏下離合器，檔位退到空擋， 松開離合器，然后踏下離合器， 檔位推到要換的檔位，松開離合器，否則就會出現(xiàn)掛檔困難以及聽見掛檔時(shí)的齒輪響聲。 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。 熱處理不僅對鍛造機(jī)械加工的順利進(jìn)行和保證加工效果起著重要作用， 而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用壽命等方面起著重要作用。 （ 2）學(xué)習(xí)熱處理工藝設(shè)計(jì)的一般方法、零件熱處理的工藝流程、熱處理設(shè) 備選用、裝夾具設(shè)計(jì)、資料手冊的查用、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等，還有工藝設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題。 結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)應(yīng)避免應(yīng)力集中 截面急劇變化的工件，淬火時(shí)易引起過量變形或開裂，一般應(yīng)采用平滑過 渡或圓弧過渡；外形的尖銳棱邊，尖角和凹腔角處會產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此，也常 用圓弧代替尖角，為防止工件上的孔或模具型腔成為裂紋的策源地，孔與孔之間應(yīng)有 一定的距離，沖模型腔與模邊之間的距離也應(yīng)足夠大。 2. 熱處理零件的選材原則 使用性原則 使用性原則是零件在使用中應(yīng)該具有的性能，這是保證零件完成規(guī)定功能 的必要條件。 工藝性原則 零件毛坯主要有鑄件、鍛件、焊接件和型材四種，熟悉材料的 加工工藝過程和材料的工藝性能，使所 選材料比較容易加工成工件，在選材時(shí)必 須考慮材料的加工工藝性能。 ⑵有些力學(xué)性能指標(biāo)（如 σb、 、 1c）σσ K 可直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算 。國際標(biāo)準(zhǔn)或原冶金部標(biāo)準(zhǔn)給 出的熱軋或退火狀態(tài)的力學(xué)性能范圍或最低值，其數(shù)據(jù)可靠；而技術(shù)資料、 論文中給出的數(shù)據(jù)一般是特定條件下的平均值，使用時(shí)要加以注意； ⑹ 同一材料的不同供應(yīng)狀態(tài)對數(shù)據(jù)影響很大； 選材時(shí)要注意同時(shí)考慮所選材料的成型加工方法。在保證技術(shù)要求和質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，可選 用周期作業(yè)爐、連續(xù)作業(yè)爐或設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。是主要零件。 在齒根部位受到很大的彎曲應(yīng)力作用； ⑵ ⑶ 高速齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的過載產(chǎn)生振動(dòng)， 承受一定的沖擊力或過載； 在一些特殊環(huán)境下，受介質(zhì)環(huán)境的影響而承受其它特殊的力的作用。 ⑶ 磨損失效汽車、拖拉機(jī)上的主載荷齒輪，受力比較大，摩擦產(chǎn)生熱量較大，齒面因軟 化而造成塑性變形，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)粘結(jié)而后又被撕裂，造成齒面摩擦磨損失效 ⑷ 磨粒磨損外來質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入相互嚙合的齒面間，使齒面產(chǎn)生機(jī)械擦傷和磨損，比正常磨損 的速度來得更快。 ⑵工作條件 齒輪工作時(shí)，通過齒面的接觸來傳遞動(dòng)力。 ⑷選材高速、高載、承受較大沖擊載荷的齒輪，一般采用低碳合 金滲碳鋼或碳氮共 滲鋼，工作時(shí)表面承受很大的接觸疲勞應(yīng)力和摩擦力的作用，高速轉(zhuǎn)動(dòng)承受一定 的沖擊力或過載。 淬火熱處 理后心部獲得低碳馬氏體 , 以保證心部具有足夠的塑性和韌性 ,抵抗沖 擊載荷。 3. 相變點(diǎn)的確定 四．零件的技術(shù)要求及選材 1. 技術(shù)要求 8620H 鋼制成的高速高載齒輪技術(shù)要求如下： 齒表硬度： 50～ 56 HRC 滲碳層深度為： ～ mm 2. 零件圖