【正文】 火，使零件具備必須的韌度，以及穩(wěn)定合理的心部組織。用途：常用于制造受力不大，韌度較高的結(jié)構(gòu)件和零件以及制造強(qiáng)度要求不太高的滲碳受磨零件,如焊接容器、螺母、螺釘、凸輪、齒輪等。根據(jù)齒輪的工作條件及失效形式，對齒輪的性能要求如下：；；。服役條件不同，性能要求也不一樣。、冷卻介質(zhì)。包括選材依據(jù)、加工工藝流程及方法、熱處理工藝路線及參數(shù)的確定、熱處理設(shè)備的選擇及操作、材料性能檢測及缺陷檢驗(yàn)與分析等。通過課程設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生初步的設(shè)計(jì)思想、分析問題和解決問題的能力，根據(jù)實(shí)際需要和要求，掌握金屬材料（零件）的選材、加工、熱處理設(shè)計(jì)、確定最終的工藝路線、熱處理設(shè)備選用及熱處理缺陷分析等流程的一般方法和步驟；初步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)基本技能和對工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度。本課程設(shè)計(jì)是在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》﹑《金屬熱處理工藝學(xué)》﹑《失效分析》﹑《金屬力學(xué)性能》等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。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。，文字通順簡練，字跡工整，圖表清晰。 零件：高速、輕載或高速、中載，有沖擊的小齒輪； 要求：滲碳,淬火,低溫回火,HRC56—62； 大小：外徑100mm； 材料：20鋼。零件設(shè)計(jì)：試樣為外徑100mm的小齒輪。該鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳碳素鋼，冷擠壓、滲碳淬硬鋼。數(shù)控車床加工的高效率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。從該材料CCT圖可看出，隨著過冷奧氏體冷卻 方式的不同，得到的最終組織產(chǎn)生很大差異。根據(jù)本設(shè)計(jì)中零件尺寸及形狀的實(shí)際情況，采用低溫入爐加熱，加熱速度為90～100℃/h能夠達(dá)到目的。216。l 最終熱處理工藝制度的制訂 由于齒輪零件的工作環(huán)境要求零件具有一定的耐磨性、表面硬度，具有一定的韌度，所以在精加工之前必須對零件表面進(jìn)行表面滲碳處理，以改善表面硬度和耐磨性，然后進(jìn)行淬火+低溫回火處理。 液滴式氣體滲碳原理：向滲碳爐內(nèi)滴入液態(tài)碳?xì)洌ɑ蛱細(xì)溲酰┗衔?，?jīng)過熱解，形成C，CO、及少量、的氣氛，其中和及CO在與爐罐及鋼件表面接觸時(shí)發(fā)生分解，析出活性碳原子滲入工件。 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，得到馬氏體加熱時(shí)間與保溫時(shí)間 爐中的工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以保證必要的組織轉(zhuǎn)變和擴(kuò)散。冷卻時(shí)應(yīng)使冷卻速度大于臨界冷卻速度，以保證獲得馬氏體組織；在這個(gè)前提下又應(yīng)盡量緩慢冷卻，以減少鋼中的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。 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。回火后硬度達(dá)58—63HRC，滿足零件設(shè)計(jì)要求。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℃。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)，—。④淬火冷卻：采用常見的淬火冷卻方式——油冷淬火，以油為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻，當(dāng)冷至油溫的時(shí)候?qū)⒐ぜ〕隹绽洹Ｔ诮?jīng)濟(jì)性上，也是比較合適的。目前很多工廠已廣泛采用低碳鋼或低碳低合金鋼通過高溫淬火和低溫回火處理，以獲得強(qiáng)韌性好的低碳馬氏體組織，從而提高零件的力學(xué)性能和使用壽命，以滿足生產(chǎn)要求和節(jié)省原材料。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。 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，得到馬氏體驅(qū)動鏈的移動距離用凸輪開關(guān)控制 加熱室由爐襯、輻射管、風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)馬弗、中爐門等組成。 低溫回火箱式爐特點(diǎn)：低溫爐多用于淬火鋼件的回火加熱，也可用于有色金屬的熱處理，如鋁合金的固溶和時(shí)效處理。在中溫箱式電阻爐中的裝爐量為10～12；在油淬真空爐中的裝爐量為5。 適合小工件的加熱，比較簡單和操作簡單，經(jīng)濟(jì)性比較好?？梢员苊饪扇?xì)怏w與空氣混合爆炸。對用連續(xù)式氣體滲碳爐或密填充箱式爐滲碳的齒輪，為細(xì)化晶粒在冷卻裝置中冷至600℃后，再重新加熱至淬火溫度。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。爐內(nèi)溫度均勻度狀態(tài)主要受電熱元件布置，爐門的密封和保溫等狀態(tài)的影響。尺寸大致相同的條狀馬氏體定向平行排列，組成馬氏體束或馬氏體區(qū)域，在區(qū)域與區(qū)域之間位向差較大，一顆原始的奧氏體晶粒內(nèi)可以形成幾個(gè)不同取向的區(qū)域。在井式爐中滲碳后直接出爐淬火，工件會氧化和脫碳，對隨后不加工使用零件的質(zhì)量有顯著影響。通過回火使工件內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，穩(wěn)定組織和工件的尺寸精度。滲碳過程以后20鋼的表面硬度60HRC。正火鋼號加熱溫度/℃保溫時(shí)間/h冷卻方法硬度/HB20880~920 1~3靜止空氣中冷卻≤156滲碳：完成齒輪的粗精加工后對其進(jìn)行滲碳處理，增加零件表層的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和碳濃度梯度，從而使齒輪獲得高的表面硬度和耐磨性。低碳鋼回火后力學(xué)性能 當(dāng)?shù)陀?00℃回火時(shí)，強(qiáng)度與硬度下降不多，塑性與韌性也基本不變。淬火鋼的硬度高、脆性大，直接使用常發(fā)生脆斷。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。 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。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。首先是滲碳?xì)夥赵诟邷叵路纸饣钚栽樱? 隨后，活性碳原子被鋼表面吸收而溶于奧氏體中，并向鋼內(nèi)擴(kuò)散而形成一定深度的滲碳層?；鼗饻囟确秶鸀?50250攝氏度，回火后的組織為回火馬氏體。保溫時(shí)間的確定也與鋼的成分、工件的尺寸與形狀等有關(guān)。 加熱溫度淬火是將工件加熱至Ac3或Acm以上40~60℃，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。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。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。抗拉強(qiáng)度為355~500MPa，伸長率≥