【正文】 則。 按照工作條件的不同，齒輪的失效形式主要有以下幾種： ：主要從根部發(fā)生，齒輪最嚴(yán)重的失效形式，常常因?yàn)橐积X斷裂引起數(shù)齒或所有齒斷裂； ：由于齒面相互接觸摩擦，使齒厚變?。? ：交變應(yīng)力作用下，齒面產(chǎn)生微裂紋，微裂紋的發(fā)展，引起點(diǎn)狀剝落； ：主要是沖 擊載荷過大造成的斷齒。冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時(shí)厚度小，外 形要求嚴(yán)格或形狀復(fù)雜的制件上易發(fā)生裂紋?？估瓘?qiáng)度為 355~500MPa，伸長率≥ 24%。 車削加工： 了滿足高精度齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。 剃齒： 剃齒加工是根據(jù)一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的 原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個(gè)角度，它們的嚙合為無側(cè)隙雙面嚙合的自由展成運(yùn)動。通過單對嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來完 成。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡 狀態(tài)的組織，為后續(xù)機(jī)加工做準(zhǔn)備。碳鋼和低合金鋼的中、小件的加熱速度一般控制在100～ 200℃ /h；中、高合金鋼形狀復(fù)雜的或截面大的工件一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱或采用低溫入爐進(jìn)行隨爐升溫的加熱方式，在溫度低于 600～ 700℃是的加熱速度為30～ 70℃ /h，高于此溫度后控制在 80～ 100℃ /h。 20 鋼屬于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工熱處理。 ? 保溫時(shí)間 工件在爐內(nèi)要進(jìn)行一段時(shí)間的保溫，一方面是為了使工件能夠很好地透熱，另一方面使工件內(nèi)部各部分的溫度分布均勻一致，組織狀態(tài)均勻一致。 20 鋼正火后組織 放大倍 數(shù)： 100 浸蝕劑： 4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)： 20 鋼 處理： 900℃加熱后正火處理 12 組織及說明：白色基體為鐵素體等軸晶，黑色塊狀為片狀珠光體。回火溫度范圍為 150250 攝氏度，回火后的組織為回火馬氏體。 低碳鋼在滲碳后在緩慢冷卻的條件下，滲碳層的組織基本上與 Fe— Fe3C 狀態(tài)圖上各相區(qū)相對應(yīng)，即由表面到中心依次為過共析區(qū)（滲碳體成網(wǎng)狀、粒狀或塊狀），共析區(qū)，亞共析區(qū)（即過渡層），中心組織即為原始組織。 選擇液滴式氣體滲碳的原因：生產(chǎn)效率高，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)，滲層質(zhì)量好，廢氣有污染，但是現(xiàn)在絕大多數(shù)都有了廢氣凈化設(shè)備。 ? 滲碳后的淬火 淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體 或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、 耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。 加熱溫度 鋼的淬火加熱溫度與鋼的含碳量有關(guān)，亞共析鋼的加熱溫度為 Ac3+（ 30～50）℃；共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度為 Ac1+（ 30～ 50）℃。 鋼的加熱時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式 τ =KW 式中 τ —— 加熱時(shí)間， Min 或 s； K—— 綜合物理因素； F—— 工件的表面積。根據(jù)本設(shè)計(jì)中零件的相關(guān)尺寸計(jì)算，其中 k 取 1，所以保溫時(shí)間為： τ =α KD= 1 30=36min。 冷卻介質(zhì) 水冷，冷卻速度較快，是奧 氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的馬氏體，試樣的硬度對比與其他兩種冷卻方式也較高，而油冷的方式較空冷速度較快，所以試樣的硬度比空冷的要大。 20鋼的低溫回火處理 鋼的回火是一個(gè)由淬火馬氏體 +殘余奧氏體組織向鐵素體和碳化物轉(zhuǎn)變的擴(kuò)散相變過程。低溫回火可以消除內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，對硬度降低不明顯，因此低溫回火后仍可保持鋼件的高硬度?；鼗鸷笥捕冗_(dá) 58— 63HRC，滿足零件設(shè)計(jì)要求。固溶強(qiáng)化得以保持的緣故。為此，在機(jī)械加工前，對其進(jìn)行正火處理，將毛坯在最高溫度 950℃的中溫箱式電阻爐加熱至 830～ 850℃，保溫 后在空氣中冷卻?？紤]到工件的耐磨性能，將表面碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 %～ %為宜，可降低殘余奧氏體的量，滲層碳濃度梯度平緩，滲層力學(xué)性能好。 查表 — 滲碳保溫時(shí)間與滲碳層厚度的關(guān)系 滲碳溫度 920— 940℃，該溫度下，一般滲碳層深度時(shí)，平均滲速為 —。 18 滲碳后淬火 加熱速度 加熱溫度 保溫時(shí)間 冷卻方式 90～ 100℃ /h 1000℃ 油淬 淬火的目的是使在表面形成高碳馬氏體或細(xì)粒狀碳化物組織。 ③加熱時(shí)間與保溫時(shí)間： 加熱時(shí)間τ =KW= （ — ）D=（ — ） 30=（ — ）min 保溫時(shí)間τ =α KD= 1 30=36min。 方案一與方案二的比較 比較（一） 方案一中滲碳工藝采用液滴式 氣體法，方案二中采用固體法。適應(yīng)于大批量生產(chǎn)，且使用最為廣泛。 19 比較（二） 方案一中淬火冷卻方式為水冷，方案二中淬火 冷卻方式為油冷。 比較（三） 方案一淬火溫度是 900 度，方案二是 1000 度 20 以上左圖是 1000 度下的金相圖，馬氏體通常是硬而脆的組織，其實(shí)只有中碳或高碳鋼在淬火后可得到既硬又脆的高碳馬氏體組織，而低碳鋼淬火后得到的低碳馬氏體其強(qiáng)韌性卻很好。 最終方案： 綜合考慮技術(shù)性、加工零件的工藝性能、經(jīng)濟(jì)性、操作的可行性等各方面，最終選擇方案一作為本組最終熱處理方案。爐體由爐架和爐殼、爐襯、爐門、電熱元件及爐門升降機(jī)構(gòu)等組成。工件在高中、溫箱式電阻爐中加熱主要靠電熱元件和爐壁的熱輻射。 淬火的目的 ：是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體 或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。 投資中等，熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，全電腦控制，自動化作業(yè)，操作人員少，工作環(huán)境好，操作、維護(hù)及原料供應(yīng)方便等優(yōu)點(diǎn) ,是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低成本和清潔生產(chǎn)的先進(jìn)熱處 理設(shè)備。 一般 加熱溫度為 820～ 860℃。前室排氣管應(yīng)隨排氣量變化而改變排氣口頸，當(dāng)爐壓增高時(shí)，應(yīng)打開大口徑排管；當(dāng)氣量減少、爐壓下降時(shí)，應(yīng)用小排管排氣 。常設(shè)于前室頂部 。因?yàn)榱慵挠行Ш穸葹?30mm，所以確定回火保溫時(shí)間為 。由于低溫爐爐內(nèi)溫度較低，爐內(nèi)的傳熱方式主要靠對流進(jìn)行，因此常在加熱爐內(nèi)安放風(fēng)扇裝置來使對流均勻，縮短加熱時(shí)間。本次課程設(shè)計(jì)讓我熟悉了熱處理設(shè)計(jì)的程序而且了解了熱處理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和最重要的地方，同時(shí)對熱加工和對零件材料的熱處理又有了更深刻的了解。 熱處理技術(shù)要求： 硬度：表面 56— 63 心部40— 47HRC 滲碳層深度： 允許變形量： 工 步 號 名稱 設(shè)備 工裝、夾具 加 熱 保 溫 冷 卻 溫度/℃ 時(shí)間/min 溫度/℃ 時(shí)間/min 介質(zhì) 溫度/℃ 1 正火 RX3—15— 9 880～920℃ 360 880～920℃ 120 空氣 以 ≤30℃/h 冷卻至室溫 2 滲碳 UBE—200 920～940℃ 360 920～940℃ 30 水淬 冷至油溫空冷 3 淬火 RX3—15— 9 770～800℃ 240 770～800℃ 36 水淬 冷至水溫空冷 4 回火 RX3—15— 9 150~200℃ 120 150~200℃ 90 空氣 空冷 至 室溫 編制：gudong 校對： 審定： 批準(zhǔn)： 更改日期 更改單號 更改標(biāo)記 更改者