【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的冷卻速度為 20～ 60℃ /h。 最終熱處理工藝制度的制訂 淬火工藝制度的制訂 加熱速度 加熱溫度 保溫時(shí)間 冷卻速度 90～ 100℃ /h 760～ 780℃ 油淬 （ 1）加熱速度 加熱速度與退火時(shí)的加熱速度相同，加熱速度選擇為 90～ 100℃ /h。一般在空氣爐中的加熱比在鹽浴爐中加熱要高 10～ 30℃，采用油、硝鹽淬火介質(zhì)時(shí)，淬火加熱溫度比用水淬火時(shí)要提高 20℃左右。 （ 2）加熱溫度 鋼的淬火加熱溫度與鋼的含碳量有關(guān)，亞共析鋼的加熱溫度為 Ac3+（ 30～ 50）℃；共析鋼和過(guò)共析鋼的淬火加熱溫度為 Ac1+（ 30～ 50）℃。因?yàn)?9Mn2V 的 Ac1 點(diǎn)溫度是730℃ ，所以加熱溫度為 760～ 780℃。 （ 3）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。加熱時(shí)間和保溫時(shí)間一共由三部分組成：①升溫時(shí)間；②透熱時(shí)間；③組織轉(zhuǎn)變時(shí)間。加熱時(shí)間同退火工藝中的加熱時(shí)間的確定一致，由于在最終熱處理前，工件的尺寸發(fā)生了改變，所以其加熱時(shí)間會(huì)有一定的變化，利用退火工藝中所引用的經(jīng)驗(yàn)公式（ min）來(lái)計(jì)算。根據(jù)本設(shè)計(jì)中零件的尺寸確定加熱時(shí)間為：（ ～ 2）（ 35＋時(shí)間（ t/h） 溫度(T/℃) O 760～ 780℃ 保溫 油淬 空冷 9Mn2V 淬火工藝曲線 ＋ ）＝（ 20～ 70） min，還是取 1h。 其中保溫時(shí)間可以 由經(jīng)驗(yàn)公式 來(lái)加以確定。其中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為保溫時(shí)間系數(shù)，可從工具書(shū)查得； k 為工件在爐中裝爐形式所相應(yīng)的修正系數(shù)； D 為工件的有效厚度。根據(jù)本設(shè)計(jì)中零件的相關(guān)尺寸計(jì)算，其中 k 取 1，所以保溫時(shí)間為： 1（ 35＋ ＋ ）＝ ，即取 40min。又由于手冊(cè)推薦普通碳鋼及低合金鋼在透熱后保溫 5～ 15min 即可滿足組織轉(zhuǎn)變要求，合金結(jié)構(gòu)鋼則需要 15～ 25min。本設(shè)計(jì)中的零件相對(duì)比較小，所以透熱時(shí)間基本上可以忽略。因此本設(shè)計(jì)中淬火的保溫時(shí)間確定為 30min。 保溫時(shí)間系數(shù)見(jiàn)下表單位 為（ min/mm）： 工件材料 直徑 600℃ mm 氣體介質(zhì)爐中預(yù)熱 800～ 900℃ 氣體介質(zhì)爐中預(yù)熱 750～ 800℃ 鹽浴爐中加熱或預(yù)熱 1100～ 1300℃ 鹽浴爐中間加熱 碳素鋼 ≤ 50 50 ～ ～ ～ ～ 低合金鋼 ≤ 50 50 ～ ～ ～ ～ 高合金鋼 高速鋼 ～ ～ ～ ～ ～ ～ （ 4）淬火冷卻 9Mn2V 屬于冷作模具鋼，所以采用工模具鋼較為常見(jiàn)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? 回火工藝制度的制訂 加熱速度 加熱溫度 保溫時(shí)間 冷卻速度 90～ 100℃ /h 150～ 180℃ 3h 空冷 （ 1）加熱速度 加熱速度與退火、淬火工藝中的加熱速度一致，取 90～ 100℃ /h。 （ 2）加熱溫度 對(duì)于工具、模具鋼的回火要求是能夠保持高硬度的 條件下，使脆性有所降低，殘余內(nèi)應(yīng)力有所減小，所以采用低溫淬火。根據(jù)手冊(cè)查得低溫回火溫度范圍在 150～ 250℃進(jìn)行，但是 9Mn2V 的回火脆性溫度區(qū)間在 190～ 250℃，所以加熱溫度為 150～ 180℃。 回火溫度的選擇見(jiàn)下表： 工件名稱 回火溫度 回火組織 回火目的 工藝名稱 工具、軸承、滲碳件及碳氮共滲件表面淬火件 150～ 250℃ 回火馬氏體 在保持高硬度的條件下使脆性有所降低，殘余應(yīng)力有所減小 低溫回火 彈簧、模具等 350～ 500℃ 回火托氏體 在具有高屈服強(qiáng)度及優(yōu)良的彈性的前提下使鋼具有一定塑性和 韌性 中溫回火 主軸、半軸、曲連桿等重要零件 500～ 650℃ 回火索氏體 使鋼既有較高的強(qiáng)度又有良好的塑性和韌性 高溫回火 切削加工量大而變形要求嚴(yán)格的工件及淬火返修件 500～ 760℃ 消除內(nèi)應(yīng)力 去應(yīng)力回 火 精密工模具、機(jī)床絲杠、精密軸承 120～ 160℃長(zhǎng)期保溫 穩(wěn)定化的回火索氏體及殘留奧氏體 穩(wěn)定鋼的組織及工件尺寸 穩(wěn)定化處 理 時(shí)間（ t/h） O 150～ 180℃ 空冷 9Mn2V回火工藝曲線 保溫 3h 溫度(T/℃) （ 3）保溫時(shí)間 回火時(shí)間是從工件入爐后爐溫升至回火溫度是開(kāi)始計(jì)算，回火溫度一般為 1～ 3h。也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 加以確定。其中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為回火時(shí) 間系數(shù)； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為回火時(shí)間系數(shù)； D 為工件的有效厚度。本設(shè)計(jì)中的零件的有效厚度為 36mm，假設(shè)選擇回火爐為箱式電阻爐，查表得 為 120， 為 1，所以計(jì)算結(jié)果為 156min，所以取 3h。 Kn 及 An 值推薦表如下： 回火條件 300℃以上 300～ 450℃ 450℃以上 箱式電爐 鹽浴爐 箱式電爐 鹽浴爐 箱式電爐 鹽浴爐 Kn/min 120 120 20 15 10 3 An/(min/mm) 1 1 1 （ 4）冷卻速度 工件回火后即可出爐空冷至室溫。 7 熱處理設(shè)備選擇 預(yù)備熱處理設(shè)備的選擇 退火設(shè)備的選擇 在本設(shè)計(jì)中的零件形狀為矩形，形狀規(guī)則且比較小，其預(yù)備熱處理的目的為球化退火，使其獲得滿意的機(jī)械加工工藝性能，為最終熱處理做好組織上的準(zhǔn)備。由于該材料的退火工藝中無(wú)需通過(guò)氣體保護(hù)進(jìn)行加熱，所以可以采用空氣氣氛直接裝爐加熱；此外，進(jìn)行預(yù)備熱處理的工件有足夠的加工余量，所以對(duì)工件脫碳層的要求相對(duì)就要??；并且本設(shè)計(jì)是針對(duì)單件小批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)，所以退火爐選擇普通間隙式箱式電阻爐即可滿足設(shè)計(jì)要求。中溫箱式電阻爐的技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)如下圖所示。 這類 爐子由爐體和電氣控制柜組成。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。電熱元件多分布于兩側(cè)墻和爐底。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。通常爐膛前端溫度較低。工件在高中、溫箱式電阻爐中加熱主要靠電熱元件和爐壁的熱輻射。根據(jù)形狀、尺寸以及生產(chǎn)批量選擇型號(hào)為 RX3— 15— 9 的中溫箱式電阻爐作為該凹模的退火熱處理設(shè)備。 最終熱處理設(shè)備的選擇 由熱處理手冊(cè)查得，對(duì)于熱處理工件性能要求嚴(yán)格的工具鋼、模具鋼應(yīng)該選用真空爐、鹽浴爐或者流態(tài)化爐，這三種爐 是對(duì)模具和刃具進(jìn)行熱處理的常用的熱處理設(shè)備。 （ 1）鹽浴爐 鹽浴爐是一種綜合換熱系數(shù)大，加熱速度快，加熱均勻，變形小，熱容量較大，加熱溫度波動(dòng)小，容易恒溫加熱的熱處理設(shè)備；鹽液容易保持中性狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化無(wú)脫碳加熱，在鹽液中加入含碳、含氮等物質(zhì)，容易實(shí)現(xiàn)化學(xué)熱處理；浴爐容易實(shí)現(xiàn)工件局部加熱錯(cuò)做。但是，浴液對(duì)環(huán)境有不同的污染程度；工件帶出的廢鹽，不但造成浪費(fèi)，而且對(duì)工件有腐蝕，特別是粘在工件縫隙和盲孔中的鹽；中、高溫浴爐的浴面輻射熱損失較嚴(yán)重，不便于機(jī)械化和連續(xù)化生產(chǎn)。 （ 2）流態(tài)化爐 流態(tài)爐具有快速均勻接觸 傳熱傳質(zhì)，能耗低，運(yùn)行成本低，爐床溫度均勻，使用溫度范圍寬，微（無(wú)）氧化脫碳，表面光潔，不需清洗，難以銹蝕（具有防銹性），熱處理后零件性能均勻并有很好的重現(xiàn)性；而且可以根據(jù)工藝任意設(shè)定氣氛，爐床內(nèi)氣氛換氣凈化只需 2~3 分鐘，對(duì)易變形，易開(kāi)裂及桿（軸）、片和異型疑難零件有著良好的工藝效果；操作靈活簡(jiǎn)便、維修少且方便，無(wú)毒害且安全。流態(tài)爐還是柔性生產(chǎn)方式和批量生產(chǎn)作業(yè)相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)爐型，是多類型工藝的熱處理車間 ；它 減少各類單一功能設(shè)備投資，減少能源負(fù)荷配置的良好途徑，可以隨零件種類質(zhì)量和性能要求，靈活調(diào)整組織生產(chǎn) ，可改變目前存在裝備（爐）單一的現(xiàn)狀。 （ 3）真