【正文】 3）滲氮處理： 滲氮后工件表面是滲入氮化物的回火索氏體，心部為回火索氏體。 10℃時保溫 815 小時可得到 888～ 1164HV 的硬度。 （ 4） 回火后的冷卻，在空氣中冷卻。 （ 5） 淬火介質(zhì)的選擇， 38CrMoAlA 是中淬透性鋼，這類鋼的最大淬火直徑為40～ 60mm，采用油淬介質(zhì)。 常用經(jīng)驗公式為： τ =α 10℃ （ 2） 退火加熱速度 在實際生產(chǎn)過程中，形狀較為復(fù)雜，一般采用預(yù)熱加熱，一般以 30～ 70℃ /h 速度升溫到 600～ 700℃，再 以 80～ 100℃ /h 迅速升溫。 離子滲氮是在低于 1x105Pa 的滲氮氣氛中利用輝光放電這一物理現(xiàn)象對金屬表面進(jìn)行的滲氮法。淬火和隨后的高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，鋼具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。 2) 獲得穩(wěn)定的組織，保證工件在使用過程中形狀和尺寸不發(fā)生變化。 (4) 等溫淬火，工件淬火加熱后，若長期保持在下貝氏體全變溫度區(qū)間內(nèi)，使之完成奧氏體等溫轉(zhuǎn)變，獲得下貝氏體組織。 淬火 方法 的選擇 常用的淬火方法有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和等溫淬火等。 由于 38CrMoAlA 鋼中碳含量保持在 ％左右，屬于中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，且配油盤屬于重要零件，形狀尺寸復(fù)雜。低、中碳結(jié)構(gòu)鋼采用正火；中高碳結(jié)構(gòu)鋼采用完全退火；合金工具鋼采用球化退火。機(jī)加工是指通過加工機(jī)械精確去除材料的加工工藝。 表 1 40Cr、 35CrMo、 38CrMoAlA 的化學(xué)成分、熱處理和力學(xué)性能 【 4】 牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％） 熱處理 力學(xué)性能 C Si Mn Cr 其他 淬火 溫度/℃ 回火 溫度/℃ σ b /Mpa σ s /Mpa Ak /J 40Cr ～ ～ ～ ～ 850 油 520 水、油 980 785 47 35CrMo ～ ～ ～ ～ Mo： ～ 850 油 550 水、油 980 835 63 38CrMoAlA ～ ～ ～ ～ Mo： ～ Al： ～ 940 水、油 640 水、油 980 835 71 38CrMoAlA 中各元素的作用 (1) 38CrMoAlA 鋼中碳含量保持 在 ％左右，便以獲得良好的力學(xué)性能，也便中北大學(xué)課程 設(shè)計說明書 6 于調(diào)質(zhì)處理后獲得適量的鐵素體組織，利于滲氮。冷畸變塑性中等，焊機(jī)性能差， 經(jīng) 850～ 870℃油淬 +600～ 660℃回火后，其硬度為 250～ 280HBS， 500～ 560℃滲氮后，其表面硬度≧ 550HV。氮化層在較高溫度下仍能保持其硬度。 (3)軸承疲勞點蝕破壞 承受柱塞軸向 推力的滾動軸承，由于受到重載偏心負(fù)荷的影響，使軸承產(chǎn)生了疲勞點蝕、破壞，因而也加劇了配油盤與缸體的磨 損燒傷。柱塞泵的主要零件在工作時都承受壓應(yīng)力作用 并處在腐蝕油介質(zhì)中 ， 柱塞泵主要零件特點是體積小而精度要求，在工作中承受復(fù)雜的服役條件。大學(xué)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)已 經(jīng)基本上結(jié)束，我們在課堂上接觸的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課上的理論方面，如何去面對現(xiàn)實中的各種熱處理工藝設(shè)計？如何把我們學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論和用到實踐中去呢？這次專業(yè)課程設(shè)計就為我們提供了這樣一個平臺。中北大學(xué)課程 設(shè)計說明書 1 1 引 言 金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變 工件 的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變 工件表面 的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。作為一名金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生，我覺得這次課程設(shè)計是十分有意義的。柱塞泵的主要零件有配油盤、缸套、柱塞、回程盤、斜盤及傳動軸等 【 2】 。 (2)缸體和配油盤之間壓力不平衡 在 缸體和配油盤之問存在著半周的高壓區(qū)和半周的低壓區(qū)，產(chǎn)生壓力不平衡，同時由于缸體和柱塞之間產(chǎn)生壓力作用使缸體壓向配油盤，而缸體和配油盤之間的油膜反推，力圖把 缸體推開，當(dāng)反推力大于缸體的壓緊力時，則 出現(xiàn)推盤現(xiàn)象，使缸體和配油盤之問的運動精度破壞而引起燒盤。 氮化鋼的特性 機(jī)械零件經(jīng)表面氮化處理后，可顯著提高其表面硬度、疲 勞強(qiáng)度和耐磨性，還有抗水、油等介質(zhì)的腐蝕能力。熱處理時無過熱傾向，淬火畸變小，具有高的身室溫力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度，良好的低溫沖擊韌性。而 35CrMo、 40Cr 氮 化層的表面硬度 控制在HV500～ 800，達(dá)不到配油盤要求的表面硬度，所以選用 38CrMoAlA。 4 確定加工路線 加工工藝主要包括機(jī)加工和熱處理工藝。低碳鋼宜采用正火；碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 ％ ～ ％之間的中碳鋼即可以采用退火，也可以采用正火；碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 ％ ～ ％之間的高碳鋼必須采用完全退火；過共析鋼則宜采用球化退火。因此，在滿足鋼的使用性能和工藝性 能的前提下，應(yīng)盡可能用正火代替退火。鋼中合金元素的作用主要是提高鋼的淬透性和保證零件在高溫回火后獲得預(yù)期的 綜合性能。 (3) 分級淬火， 將加熱到奧氏體化的鋼件，先放入溫度稍高或者稍低于 Ms 點的液態(tài)介質(zhì)中，等溫保持適當(dāng)時間，然后空冷至室溫?；鼗鸬闹饕康氖?: 1) 減小和消除淬火時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和脆性 ，防止和減小工件變形和開裂。 （ 3）高溫回火（ 500～ 650℃ ），組織為回火索氏體，硬度為 220～ 330HBS。傳統(tǒng)的氣體滲氮是把工件放在密封的容器中，通過流動的氨氣并加熱，保溫較長時間后，氨氣熱分解產(chǎn)生活性氮原子，不斷吸附到工件表面，并擴(kuò)散滲入工件表層內(nèi)，從而改變表層的化學(xué)成分和組織，獲得良好的表面性能。 38CrMoAlA 的 Ac3=885℃，所以加熱溫度選擇為 910177。 10℃ （ 2） 淬火加熱時間， 應(yīng) 包括工件整個截面加熱到預(yù)定淬火溫度，并使之在該溫度下完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需的時間。 （ 4） 冷卻方法 一般選用單介質(zhì)淬火方法冷卻。 10℃，所以選擇 30～ 70℃ /h。 10℃ . （ 2）保溫時間的確定 ，對于 38CrMoAlA 鋼，在 530177。經(jīng)過高溫回火得到回火索氏體，使零件獲得良好的綜合機(jī)械性能。爐型的選擇應(yīng)依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定。 離子滲氮設(shè)備的選擇 表 12 井式滲氮爐產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 中北大學(xué)課程 設(shè)計說明書 16 型號 額定功 率/KW 額定電 壓/V 相數(shù) 最高工作 溫度/℃ 爐膛尺寸 （長 x 寬 x 高） /（ mmxmmxmm） 外形尺寸 /（ mmxmm） 電爐重量/kg 備注 LD225 25 380 3 650 810x810x800 1240x1240x2020 1600 堆放普通型 LD225B 35 380 3 650 810x810x800 1240x1240x2020 1600 對方半自動 LD250 60 380 3 650 1060x1060x110 1557x1557x2350 2730 堆放普通型 LD250B 75 380 3 950 1060x1060x110 1557x1557x2350 2730 對方半自動 由表可知，滲氮處理可以選用 LD225 型離子爐。 中北大學(xué)課程 設(shè)計說明書 18 圖 3 箱式爐裝料盤 圖 4 盤形零件滲氮夾具 清洗設(shè)備的選擇 零件在熱處理前需清除銹斑、油演、污垢、切削冷卻液和研磨劑等，以保證不阻礙加熱和冷卻，不影響介質(zhì)和氣氛的純度。根據(jù)生產(chǎn)特點，小批量的中小型零件，可以選用室內(nèi)清洗機(jī)。 產(chǎn)生原因： 冷卻速度快，組織中珠光體片間距變細(xì)，碳化物彌散度增大；裝爐量大，爐溫不均勻。易開裂工件，淬火后要及時回火。所以在進(jìn)行滲氮前需要對零件表面的銹斑和油污進(jìn)行處理 【 10】 。不僅需要我們學(xué)到的專業(yè)知識，還需要我們通過圖書館及網(wǎng)絡(luò)等資源來