20crmo熱處理工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 16:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 常用的滲碳方法有：固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳。氣體滲碳最為常用其所用滲劑的原始狀態(tài)可以是氣體，也可以是液體如煤油。但在化學(xué)熱處理爐內(nèi)均為氣態(tài)。對(duì)所用滲劑要求能易于分解為活性原子，經(jīng)濟(jì)，易于控制，無(wú)污染，滲層具有較好性能。由于含碳量低，塑性和韌性較高，硬度和耐模性差，所以使用氣體表面滲碳熱處理，在表面層可獲得板條狀的馬氏體體組織，即高硬度達(dá)到58HRC以上，但心部仍然是較高塑性和韌性，硬度為3345HRC，屈服強(qiáng)度σs：≥490 MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥11。面獲得高硬度、強(qiáng)度、耐磨性和抗接觸疲勞性能，心部仍高強(qiáng)韌性。要求淬火后心齒硬度為5863HRC。齒根硬度為3345HRC；其余力學(xué)性能要求為：抗拉強(qiáng)度σb≥1000MPa；屈服強(qiáng)度σs：≥490 MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥11 。4．低溫回火回火可以降低內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，大大提高韌性和得到良好的綜合力學(xué)性。抗拉強(qiáng)度σb≥1000MPa；屈服強(qiáng)度σs：≥885 伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥11 ；斷面收縮率 ψ (%)：≥45 ；沖擊功 Akv (J)：≥55 ；沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥69(7)圖3 熱處理總工藝曲線 20CrMo齒輪的熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ) 20CrMo的正火工藝?yán)碚摶A(chǔ)：降低材料的硬度，便于切削加工，去除材料的內(nèi)應(yīng)力和組織硬化現(xiàn)象，為下一步的滲碳處理做準(zhǔn)備。：20CrMo約為825℃，為促使奧氏體均勻化，增大過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性，選擇的加熱溫度在930~950 ℃。 圖4 鐵碳相圖：采用到溫加熱的方法，是指當(dāng)爐溫加熱到指定溫度時(shí)，再將工件裝進(jìn)熱處理爐進(jìn)行加熱。這樣做的原因是避免金屬組織的出現(xiàn)不需 要的相轉(zhuǎn)變，加熱速度快，節(jié)約時(shí)間。便于小批量生產(chǎn)。 選定的依據(jù)：加熱時(shí)間可按下列公式進(jìn)行計(jì)算：t=aKD, 式中t為加熱時(shí)間（min），K為反映裝爐時(shí)的修正系數(shù)， 。a為加熱系數(shù)min/mm，加熱系數(shù)a可根據(jù)鋼種與加熱介質(zhì)、加熱溫度進(jìn)行取值。D為工件的有效厚度（mm），由公式可知，工件厚度=（工件最厚處直徑+工件最薄處直徑）/2。 可得t=aKD。 ：出爐后空氣冷卻。正火組織：細(xì)珠光體+鐵素體 20CrMo的氣體滲碳工藝?yán)碚摶A(chǔ)(1)滲碳的目的： 滲碳后進(jìn)行淬火與回火，使其心部保持良好的韌性的同時(shí)，表層獲得高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性(2)滲碳溫度： 進(jìn)行氣體滲碳，加熱900~920℃，~，加熱溫度不超過(guò)920℃，以避免晶粒粗大。 滲碳進(jìn)行淬火回火處理，淬火加熱820~850℃ ，保溫后油冷，180℃低溫回火。(3)滲碳介質(zhì)：甲醇和煤油(4)滲碳溫度時(shí)間： 滲碳溫度在Ac3以上，考慮碳在鋼中的擴(kuò)散速度等因素，目前再生產(chǎn)上廣泛采用溫度為910~930℃。隨著滲碳層深度的升高，碳在鋼中的擴(kuò)散系數(shù)呈指數(shù)上升，滲碳速度加快，蛋滲碳溫度過(guò)高會(huì)使晶粒粗大，工件畸變?cè)龃?，設(shè)備壽命降低等負(fù)面影響。~，可以選取t=920℃。保溫時(shí)間：5小時(shí) (5)滲碳工藝: 裝爐后排氣，滴油量35~65滴/分鐘，保溫時(shí)間160~180滴/分鐘，滲層達(dá)到要求后降溫到850177。10℃預(yù)冷30分鐘，為淬火做準(zhǔn)備。 滲碳工藝曲線見(jiàn)圖5。 圖5 20CrMo滲碳后淬火工藝原理基礎(chǔ)（1）淬火目的: 淬火的目的是為了使過(guò)冷奧氏體進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變，得到馬氏體（或貝氏體）組織，然后配合以不同溫度的回火，以提高工件的硬度、強(qiáng)韌性、彈性、耐蝕性和耐磨性等，獲得所需的力學(xué)性能。 （2）淬火溫度： 淬火溫度：840177。10℃ 依據(jù)：20CrMo為低碳鋼，加熱溫度t=Ac3+30~50℃（3）淬火介質(zhì)： 油冷（3）保溫時(shí)間：20～30min為工件在滲碳爐中保溫的時(shí)間已經(jīng)足夠長(zhǎng)無(wú)需再加熱很長(zhǎng)時(shí)間。（4）淬火后組織： 滲碳淬火后齒輪由表面至心部的組織依次為：馬氏體+碳化物（少量）+殘余奧氏體→馬氏體+殘余奧氏體→馬氏體→低碳馬氏體（心部）。
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