20crmnti齒輪的熱處理_畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-09 00:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。 化學(xué)成分 碳 C ～ 硅 Si ～ 錳 Mn ～ 鉻 Cr ～ 硫 S 允許殘余含量≤ 磷 P 允許殘余含量≤ 鎳 Ni 允許殘余含量≤ 銅 Cu 允許殘余含量≤ 鈦 Ti ～ 力學(xué)性能 抗拉強 度σ b (MPa) ≥ 1080(110) 屈服強度σ s (MPa) ≥ 835(85) 伸長率δ 5 (%) ≥ 10 斷面收縮率ψ (%) ：≥ 45 沖擊功 Akv (J) ≥ 55 6 沖 擊 韌 性 值 α kv (J/cm2) ≥ 69(7) 硬度 ≤ 217HB 三、研究的目的和意義 中國齒輪工業(yè)“十五”期間得到了快速的發(fā)展： 2021 年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值由 2021 年得 204 億元增加到 683 億元，年復(fù)合增長率 %，已成為中國機械基礎(chǔ)件中規(guī)模最大的行業(yè)，就市場需求和生產(chǎn)規(guī)模而言，中國的齒輪行業(yè)也位居世界第四 。就使用性能和產(chǎn)品開發(fā)性而言中國齒輪制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還存在許多不足。 中國制造業(yè)由于缺乏核心技術(shù)，貼牌生產(chǎn)仍然是 “ 中國制造 ” 普遍的生存模式。很多高端產(chǎn)品表面上市中國生產(chǎn)，其實核心技術(shù)都來自國外。為此， “ 十二五 ” 明確指出必須堅持發(fā)揮市場基礎(chǔ)性作用與政府引導(dǎo)推動相結(jié)合，科技創(chuàng)新與實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合，深化體制改革，以企業(yè)為主體，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，讓高端制造業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型，對于 齒輪 行業(yè)有著深遠(yuǎn)影響和重大意義。 為此提高齒輪的性能便成了重中之重。 7 第二章 方案 一、原 材料的選擇 20CrMnTi 滲碳鋼是一種低碳合金鋼 ,工藝性能優(yōu)良 ,廣泛用于截面小于 30mm承受高速、中等或重載及受沖擊載荷和摩擦的重要滲碳零件 ,如汽車、拖拉機中的變速齒輪、凸輪、礦山機械使用的重載齒輪等 , 但因為齒輪材料的種類繁多，因此選擇 20CrMnTi 作為研究對象。 二、齒輪的性能要求 齒輪是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的一種機械傳動零件，合理地選擇和使用金屬材料尤為重要。大致上講，應(yīng)主要滿足齒輪材料所需的機械性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性要求三個方面： （一）、滿足齒輪材料的機械性能 材料的機械性能包括強度 、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的特性。齒輪在嚙合時齒面接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有最大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強度失效。齒面各點都有相對滑動，會產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強度和韌性。 （二）、滿足齒輪材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時要 對材料的工藝性能加以注意。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機械性能可 8 以滿足一般工作條件的要求。但強度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來改善材料的工藝性能 。 （三）、滿足齒輪材料的經(jīng)濟(jì)性要求 所謂經(jīng)濟(jì)性是指最小的耗費取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)注意盡量降低零件的總成本。我們可以從以下幾方面考慮： 從材料本身價格來考慮。碳鋼和鑄鐵的價格是比較低廉的，因此在滿足零件機械性能的前提 下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可降低成本。從金屬資源和供應(yīng)情況來看，應(yīng)盡可能減少材料的進(jìn)口量及價格昂貴材料的使用量。 從齒輪生產(chǎn)過程的耗費來考慮 ： 采用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣 ； 通過改進(jìn)熱處理工藝也可以降低成本 ； 所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，以便采購和管理 ； 我們還可以通過改進(jìn)工藝來提高經(jīng)濟(jì)效益。 9 第三章 熱處理 20CrMnTi齒輪鋼要達(dá)到加工、使用所需性能必須進(jìn)行熱處理 , 目的是提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強度 ,心部具有足夠的強度和韌性。一般齒輪加工的工藝路線如下。鍛 造→正火→齒形加工→滲碳→淬火、低溫回火→噴丸→校正花鍵孔→磨齒 [1]。一般齒輪毛坯采用鍛造毛坯 , 經(jīng)鍛造以后晶粒大小形狀發(fā)生了變化 , 改變了
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