【正文】 火是很合適的，且油在珠光體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間有足夠的冷卻速度。因?yàn)楣ぜ饻囟冗^高，箱式爐爐溫不均，中溫箱式電阻爐無法滿足溫度要求，故選用高溫電阻爐。 熱處理冷卻設(shè)備的選擇熱處理冷卻設(shè)備應(yīng)該能保證工件在冷卻時(shí)具有相應(yīng)的冷卻速度和冷卻溫度。熱處理后也常需清洗以去除零件表面殘油、殘?jiān)吞亢诘雀街?，以保障熱處理零件清潔度、防銹和不影響下道工序加工等要求。圖5 室內(nèi)清洗機(jī) 矯直設(shè)備矯直設(shè)備用于矯正零件的翹曲變形。滲碳包括滲層表面，防滲部位及心部硬度，一般用洛氏硬度，淬火處理零件用洛氏硬度計(jì)。滲層碳化物的形態(tài)及分布，殘留奧氏體數(shù)量，有無反常組織，心部組織是否粗大及鐵素體是否超出技術(shù)要求等，一般在顯微鏡下400倍觀察，淬火后一般得到馬氏體組織，由于奧氏體溫度不同，馬氏體形態(tài)的大小不同，一般分為8級，1級屬于奧氏體化溫度偏低，淬火組織是細(xì)針狀馬氏體和不大于5％的鐵素體，而8級屬于過熱組織，是粗大的板條狀馬氏體和片狀馬氏體，正常淬火是24級，其組織為細(xì)小的板條狀馬氏體和片狀馬氏體，之后用金相顯微鏡觀察，確定所屬等級。所以采用有效硬化層深度法進(jìn)行檢驗(yàn)。（3）零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形原因：正火冷卻速度較快，使零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，甚至開裂，可采取退火消除。（6）黑色組織原因：鋼中的合金元素Cr、Mn等發(fā)生內(nèi)氧化而導(dǎo)致貧化，且氧化物質(zhì)點(diǎn)又可作為非馬氏體相變的核心，從而引起滲層淬透性下降。 淬火裂紋原因：1）材料管理混亂；2）冷卻不當(dāng)；3）未淬透工件心部硬度為3645HRC時(shí)，在淬硬層與非淬硬層交界處易形成淬火裂紋；4）嚴(yán)重表面脫碳易形成網(wǎng)狀裂紋；5）淬火加熱溫度過高易開裂；6）大截面高合金鋼工件淬火加熱時(shí)未經(jīng)預(yù)熱或加熱速度過快，易開裂；7）原始組織不良；8）過燒裂紋等等。③通過這次課程設(shè)計(jì)我認(rèn)識到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；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。 硬度不足工件淬火后表面硬度低于所用鋼材應(yīng)有的淬火硬度值稱為硬度不足，其原因及控制措施如下表：表21 淬火硬度不足原因及控制措施【20】序號淬火硬度不足的原因控制措施1介質(zhì)冷卻能力差，工作表面有鐵素體、非馬氏體組織采用冷速較快的淬火介質(zhì)；適當(dāng)提高淬火加熱溫度2淬火加熱溫度低或預(yù)冷時(shí)間長，淬火冷速低，出現(xiàn)非馬氏體組織確保淬火加熱溫度正常；減少預(yù)冷時(shí)間3碳鋼或合金鋼采用油水雙介質(zhì)淬火時(shí)，在水中停留時(shí)間不足或從水中提出零件后在空氣中停留時(shí)間過長嚴(yán)格控制零件在水中停留時(shí)間及操作規(guī)范4鋼的淬透性差，工件截面尺寸大，不能淬硬采用淬透性好的鋼 軟點(diǎn)淬火后工件表面局部區(qū)域出現(xiàn)硬度偏低的現(xiàn)象稱為軟點(diǎn)?？刂拼胧?）采用熱油淬火；2）重新加熱淬火的滲碳件，降低淬火加熱溫度等等。（2）滲層過淺原因：工藝控制不當(dāng)。 10 熱處理缺陷分析 正火缺陷分析（1）網(wǎng)狀碳化物原因：過共析鋼正火冷卻度不夠快時(shí)，碳化物呈網(wǎng)狀或斷續(xù)王狀分布在奧氏體晶界。如果上述硬度計(jì)無法檢驗(yàn)時(shí)，用超聲波硬度計(jì)檢查。所以選用熱矯的后種方法。常用的清洗設(shè)備有堿水溶液、磷酸水溶液。 圖2 普通間隙淬火作用淬火槽1溢流槽 2排出管 3供入管 4事故排出管 5淬火槽 6工件8 工裝設(shè)計(jì) 熱處理夾具的選擇熱處理夾具的選擇原則為：①符合熱處理技術(shù)條件：保證零件熱處理加熱冷卻，爐氣成分均勻度，不致使零件在熱處理過程中變形。下表為各種電阻爐的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)回火溫度的不同，可將回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。 淬火冷卻介質(zhì)要使鋼中高溫相——奧氏體在冷卻過程中轉(zhuǎn)變成低溫亞穩(wěn)相——馬氏體，冷卻速度必須大于鋼的臨界冷卻速度。形狀簡單的中、低碳鋼，直徑小于400mm的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼可直接到溫入爐加熱。表12 高溫回火處理工藝材料加熱溫度（℃）加熱時(shí)間（h）冷卻方式20Cr2Ni4A6506空冷 淬火工藝的制定 淬火加熱溫度鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體1化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。表9 常用有機(jī)液體的滲碳特性【11】為了保證甲醇與煤油裂解反應(yīng)充分進(jìn)行，爐體應(yīng)保證四個(gè)條件：①爐內(nèi)靜壓大于1500pa；②滴注劑必須直接滴入爐內(nèi)；③加濺油板；④滴注劑通過400700℃溫度區(qū)的時(shí)間≦。 滲碳時(shí)間滲碳時(shí)間與滲碳深度呈平方根關(guān)系，滲碳時(shí)間越短，生產(chǎn)效率越高，能耗越低，但對于淺層滲碳而言，滲碳時(shí)間太短，滲層深度控制難以準(zhǔn)確。 正火處理工藝表表4 正火處理工藝材料加熱溫度（℃）加熱時(shí)間（h）冷卻方式20Cr2Ni4A9502空冷 高溫回火工藝的制定 高溫回火溫度表5 各種工件的回火溫度及回火目的【8】由上表可知齒輪回火溫度為500600℃，在此設(shè)定高溫回火溫度為650℃。進(jìn)行合理的滲碳工藝的選擇，改善滲碳質(zhì)量以達(dá)到直接淬火的目的是一個(gè)值得探索的方向。一是利用催滲方法催滲以降低溫變和縮短時(shí)間。退火處理：后面最終熱處理一般都是調(diào)質(zhì)處理，其作為預(yù)備熱處理的目的就是為了消除應(yīng)力以及降低表面硬度。（6）滲碳的作用：使機(jī)器零件獲得高的表面硬度、耐磨性及高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，滲碳后淬火、回火，心部保持良好韌性的同時(shí)提高工件的表面強(qiáng)度、耐磨性和硬度。Ni元素：提高鋼的淬透性，有助于改善鋼的韌性。用于大截面滲碳件，如大型齒輪、軸類以及要求強(qiáng)度高、韌性好的調(diào)質(zhì)零部件等。用于制造要求較35CrMo鋼強(qiáng)度更高和調(diào)質(zhì)截面更大的鍛件，如機(jī)車牽引引用的大齒輪、增壓器傳動(dòng)齒輪、壓力容器齒輪、后軸、受載荷極大地連桿及彈簧夾，也可用于2000m以下石油深井鉆桿接頭與打撈工具，并且可以用于折彎機(jī)的模具等。選定的材料應(yīng)該具有高強(qiáng)度、高韌性以及良好的淬透性。2 零件圖分析 圖1 零部件圖技術(shù)參數(shù)：端面模數(shù)m=12，齒輪齒數(shù)Z=41，節(jié)圓直徑D=192mm，壓力角為20度，齒全高h(yuǎn)=14，螺旋角=30度，端面弧齒厚s=17mm。課程設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題的能力，是鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。零件的工藝結(jié)構(gòu)分析就是要求設(shè)計(jì)者從零件的材料、鑄造工藝、機(jī)械加工工藝乃至于裝配工藝等各個(gè)方面對零件進(jìn)行分析，以便在零件的視圖選擇過程中，考慮這些工藝結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化等特殊要求和規(guī)定，使零件視圖表達(dá)更趨完整、合理。通過課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，我們才能從中獲得真正的知識，有了真正的知識，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。3 材料的選擇 初步選材根據(jù)螺旋錐齒輪的技術(shù)要求：～，滲層表面碳濃度w（c）%～1%，滲碳淬火回火后表面硬度為58～62HRC，心部