【正文】 、技術(shù)要求、工作要求等） 內(nèi)容 ： （ 1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)（包括 用途、服役條件及性能要求） （ 2）繪出熱處理件零件圖 （ 3）給出設(shè)計(jì)方案 （ 4）寫出設(shè)計(jì)說明 （ 5）設(shè)計(jì)質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目 （ 6）設(shè)計(jì)熱處理工藝卡片 （ 7） 40Cr鋼機(jī)床齒輪的熱處理缺陷及預(yù)防或補(bǔ)救措施 要求： （ 1）通過查找資料充實(shí)、完善各項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 第 17周：撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，并進(jìn)行修改、完善，提交設(shè)計(jì)說明書。 07 計(jì)算及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力；能運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行資料搜集、 加工、處理和輔助設(shè)計(jì)等。 40Cr 為中碳合金鋼，預(yù)備熱處理是正火，正火的加熱溫度通常為 Ac3以上 30～ 50℃ ,而對于中碳合金鋼的正火溫度通常為 Ac3 以上 50～ 100℃，熱溫度范圍為 850～ 900℃，選 870℃。 材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼的齒輪，當(dāng) 840860℃油淬， 540620℃回火時(shí)，調(diào)質(zhì)硬度可達(dá) 2832HRC，可改善組織、提高綜合機(jī)械性能；當(dāng) 860880℃油淬， 240— 280℃回火時(shí)，硬度可達(dá) 4651HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形?。划?dāng) 500560℃氮化處理，氮化層 時(shí)，硬度可達(dá) 5254HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性和抗膠合性能且變形極??；當(dāng)通過電鍍或表面合金化處里后，則可改善齒輪工作表面摩擦性能，提高抗腐蝕性能。在脈動(dòng)彎曲應(yīng)力作用下，可是齒輪產(chǎn)生彎曲疲勞破壞，破壞形式是斷齒。 輪齒折斷。 ，會(huì)摩擦生熱，使齒輪在較高的溫度環(huán)境下工作，因此齒輪應(yīng)具有一定的高溫下的高強(qiáng)度和精度。 它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)說明 7 Mn 是良好的脫氧劑和脫硫劑。 40Cr 鋼的熱處理工藝分析： ①由于 40Cr 鋼的含碳量為 %～ %，對于齒輪這種要求剛強(qiáng)度和高耐磨的特性，那么 40Cr 鋼最重要的就是提高其硬度和耐磨性。長方體工件的高和攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)說明 8 寬小者為其有效厚度 。 40Cr 鋼的回火溫度為 520℃。達(dá)到較穩(wěn)定狀態(tài)，以便在以后的使用過程中不發(fā)生變形。當(dāng)表面硬化層深度大時(shí)，各壓痕中心的距離可以大一些，但在接近極限硬度區(qū)域附近，仍應(yīng) 保持壓痕中心之間的距離為 。 ①氧化：是指鋼的表面與加熱介質(zhì)中的氧、氧化性氣體、氧化性雜質(zhì)相互作用形成氧化鐵的過程。 為了防止氧化、脫碳，根據(jù)工件的技術(shù)要 求和實(shí)際情況，可以采用保護(hù)氣氛加熱、真空加熱，以及用工件表面涂料包裝加熱等方法。 有過熱缺陷的工件，可先進(jìn)行一次細(xì)化組織的正火或退火，然后再按正常規(guī)范重新淬火。 ①熱處理工藝：如過熱、脫碳、冷速過快、冷卻操作不當(dāng)、淬火后未及時(shí)回火等。這種裂紋是延遲發(fā)生的淬火裂紋，其形狀與淬火裂紋相同?；鼗鸫嘈?，是鋼的一種熱處理特性，而不是熱處理缺陷。 調(diào)制鋼在加熱后，必須經(jīng)過預(yù)備熱處理降低硬度，以利于切削加工，預(yù)備熱處理還可以消除加工缺陷，改善組織委淬火做好準(zhǔn)備。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 熱處理工藝卡及參考文獻(xiàn) 16 7 熱處理工藝卡片 零件名稱： 機(jī)床齒輪 熱處理工藝卡 處理要求： 下料、鍛造、預(yù)備熱處理 (正火 )、機(jī)械加工、淬火 +高溫回火、精銑、成品 熱處理技術(shù)要求： 恰當(dāng)控制溫度和時(shí)間 硬度： 大于等于 170HBW 材料： 40Cr 鋼 工序號(hào) 名稱 設(shè) 備 工具 裝 料 工 藝 規(guī) 范 冷 卻 備 注 工具數(shù) 量 一工具裝數(shù)量 / 件 溫度 /℃ 加熱時(shí) 間 保溫時(shí) /h 間 合計(jì) 介質(zhì) 溫度 /℃ 1 鍛造加熱 1000~1050 爐冷 2 正火 870 2h 1h 3h 空氣 3 淬火 850 80min 12 23h 油 4 高溫回火 520 1h 35 5 6 7 8 9 10 更該日期 更改 單號(hào) 更改 標(biāo)準(zhǔn) 更改者 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 熱處理工藝卡及參考文獻(xiàn) 17 參 考 文 獻(xiàn) [1]夏立芳主編 .金屬熱處理工藝學(xué) .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021 [2]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理分會(huì) .熱處理工程師手冊［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第一版 . [3]張玉庭主編 .熱處理技師手冊［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第一版 [4]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理學(xué)會(huì) .熱處理手冊［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第三版 . [1]張士林 ,任頌贊 .簡明鋁合金手冊 [M].上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 , 2021. 潘復(fù)生 ,張丁非 .鋁合金及其應(yīng)用 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯委員會(huì) .中國有色金屬工業(yè)年鑒 [M].北京 :中國有色金屬工業(yè)年鑒編輯委員會(huì) , 2021. [5]王運(yùn)炎 .機(jī)械工程材料 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021. [6]趙忠 .金屬材料及熱處理 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [8]周鳳云 .工程材料及應(yīng)用 .武漢 :華中科技大學(xué)出版社 , 2021. [10]樊東黎 .熱處理技術(shù)數(shù)據(jù)手冊 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021, 4. [11]雷廷權(quán) .金屬熱處理工藝方法 500種 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998, 10. [12]秦啟泰 .應(yīng)用熱處理 .金盾出版社 ,1997, 2. 。 最終熱處理為調(diào)質(zhì)，碳鋼淬火溫度為 AC3+(30~50)攝氏度，合金鋼可適當(dāng)提高淬火溫度，淬火溫度 T=830~850（℃），選 850℃，采用油冷的冷卻方式；調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。 回火脆性一般有兩類，第一類是低溫回火脆性，鋼在 250400 度范圍內(nèi)產(chǎn)生，生產(chǎn)過程中無法通過改變工藝操作來消除，只能盡量避免在此溫度范圍內(nèi)回火，或改用等溫淬火工藝來代替淬火加回火；第二類是高溫回火脆性，某些合金鋼在 450575 度回火，或在稍高溫度下回火后緩慢冷卻，出現(xiàn)了沖擊韌度下降的現(xiàn)象，這類已脆化的鋼再次重新加熱至預(yù)定的回火溫度，然后快冷至室溫，脆性消失，所以也叫可逆 回火脆性。所謂回火裂紋，是指淬火狀態(tài)鋼進(jìn)行回火時(shí)，因急熱、急冷或組織變化而形成的裂紋。在選材方面對形狀復(fù)雜的零件選用淬透性較低的鋼種，從而造成在激烈的冷卻過程中開裂。 3 淬火裂紋 淬火裂紋是由于淬火內(nèi)應(yīng)力在工件表層的拉應(yīng)力超過冷卻時(shí)鋼的斷裂強(qiáng)度而引起的這種裂紋是工件在進(jìn)入冷卻介質(zhì)中不久之后，溫度降至 Ms 點(diǎn)（大約為 250 度）以下時(shí)產(chǎn)生的。此外，對普通箱式爐稍加改造后，采用滴入煤油的辦法進(jìn)行保護(hù)，可大大改善加熱工件的表面質(zhì)量。鋼的氧化雖然是化學(xué)反應(yīng)，但是一旦在鋼的表面出現(xiàn)一層氧化膜之后，氧化的速度主要取決于氧和鐵原子通過氧化膜的擴(kuò)散速度，隨著加熱溫度的升高，原子擴(kuò)散速度增大，鋼的氧化速度便急劇地增大，特別是在 570 度以上，所形成的氧化膜是以是 FeO 為主，它是不致密的，結(jié)構(gòu)疏松的。由繪制的硬度變化曲線，確定從零件表面到硬度值等于極限硬度的距離