【正文】 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(duì)熱加工和對(duì)零件材料的熱處理又有了更深刻的了解。因?yàn)榱慵挠行Ш穸葹?0mm。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。 投資中等，熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，全電腦控制，自動(dòng)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。根據(jù)形狀、尺寸以及生產(chǎn)批量選擇型號(hào)為RX3—15—9的中溫箱式電阻爐作為該凹模的正火熱處理設(shè)備。 正火設(shè)備的選擇 在本設(shè)計(jì)中的零件形狀為圓柱形，形狀規(guī)則且比較小，其預(yù)備熱處理的目的為改善零件硬度和韌度，防止零件機(jī)加工發(fā)黏，還有細(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。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(duì)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。適用于多品種小批量生產(chǎn)和深層滲碳。②加熱溫度：采用油、硝鹽淬火介質(zhì)時(shí)，淬火加熱溫度比用水淬火時(shí)要提高20℃左右。滲碳工藝的制定固體滲碳法原理：滲劑置于鑄鐵、低碳鋼或耐熱鋼罐中，工件埋入滲劑，用該封好。當(dāng)高于300℃回火時(shí)，硬度、強(qiáng)度下降明顯，塑性有所上升，沖擊韌性下降至最低，見上圖。選定20鋼的回火溫度為150—200℃。 處理：900℃加熱保溫后水淬其中為保溫時(shí)間系數(shù)，可從工具書查得；k為工件在爐中裝爐形式所相應(yīng)的修正系數(shù)；D為工件的有效厚度。一般在空氣爐中的加熱比在鹽浴爐中加熱要高10～30℃，采用油、硝鹽淬火介質(zhì)時(shí)，淬火加熱溫度比用水淬火時(shí)要提高20℃左右。在經(jīng)濟(jì)性上，也是比較合適的。20鋼表面滲碳工藝的制定 滲碳是目前機(jī)械制造工藝中應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)熱處理方法，其工藝特點(diǎn)是將低碳鋼或低碳合金鋼零件在增碳的活性介質(zhì)（滲碳劑）加熱到高溫，使碳原子滲入表面層，繼之以淬火并低溫回火，使零件表層與心部具有不同成分、組織與性能。 冷卻方法由《熱處理工藝規(guī)范與數(shù)據(jù)手冊(cè)》選擇20鋼預(yù)先熱處理的冷卻方式為靜止在空氣中冷卻。20鋼的相變臨界點(diǎn)Ac1=735℃，Ac3或Acm=854℃，Ar1=682℃，Ar3=835℃。 加熱速度加熱速度主要與鋼的成分、工件的尺寸和形狀等因素有關(guān)。修整：這是變速器、驅(qū)動(dòng)橋齒輪裝配前對(duì)齒部進(jìn)行磕碰毛刺的檢查清理，以消除它們?cè)谘b配后引起噪聲異響。鑄造制坯預(yù)先熱處理（正火）:正火的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度,防止機(jī)加工發(fā)黏和為最終熱處理做組織預(yù)備，以有效減少熱處理變形。20鋼材料的性能及用途 性能：強(qiáng)度比15號(hào)鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。 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。、路線、參數(shù)，合理選擇熱處理設(shè)備并正確操作。課程設(shè)計(jì)屬于《金屬熱處理原理與工藝》課程的延續(xù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握金屬熱處理工藝設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和方法。熱處理工藝是整個(gè)金屬材料工程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它與工件設(shè)計(jì)及其它加工工藝之間存在密切關(guān)系。如何實(shí)現(xiàn)工件設(shè)計(jì)時(shí)提出的幾何形狀和加工精度，滿足設(shè)計(jì)時(shí)所要求的多種性能指標(biāo)，熱處理工藝制定的合理與否，有著至關(guān)重要的作用。培養(yǎng)綜合運(yùn)用金屬學(xué)、材料性能學(xué)、金屬工藝學(xué)、金屬材料熱處理及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。、CCT圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。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：綜合比較初選材料提出對(duì)材料工藝性能的要求制造加工工藝路線 不合格初選材料重選或修改合格確定材料選材要講經(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(duì)它們進(jìn)行評(píng)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。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。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。通過單對(duì)嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來完成。為防止變形開裂，應(yīng)該適當(dāng)控制加熱速度。所以確定加熱溫度為900℃。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 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。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(duì)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。冷卻方法：出爐空冷，滲碳過程以后20鋼的 表面硬度60HRC。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）℃。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=αKD=130=36min。 組織及說明：低碳馬氏體，又稱板條狀馬氏體，硬度為46～47HRC。因?yàn)榱慵挠行Ш穸葹?0mm。這是由于薄片狀θ碳化物析出于馬氏體條間并充分長(zhǎng)大，從而降低了沖擊韌性，而α基體因回復(fù)和再結(jié)晶共同作用，提高了塑性， 降低了強(qiáng)度。滲碳化學(xué)反應(yīng)：、 滲碳劑的確定：BaCOCaCO木炭，（該組合20鋼常用）。水淬時(shí)選擇溫度880～900℃，油淬時(shí)選擇溫度為900～920℃。滴注式氣體滲碳：生產(chǎn)效率高，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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。20鋼淬透性低，水冷比油冷的淬透性好，保持內(nèi)部的塑性和韌性，對(duì)于齒輪是比較有利的。由于20鋼材料的正火工藝中無需通過氣體保護(hù)進(jìn)行加熱，所以可以采用空氣氣氛直接裝爐加熱；所以正火爐選擇普通中溫箱式電阻爐即可滿足設(shè)計(jì)要求。滲碳和淬火設(shè)備密封箱式爐 滲碳目的：將低碳鋼或低碳合金鋼零件在增碳的活性介質(zhì)（滲碳劑）加熱到高溫，使碳原子滲入表面層，繼之以淬火并低溫回火，使零件表層與心部具有不同成分、組織與性能。