齒輪傳動(dòng)軸的熱處理工藝(編輯修改稿)
2025-07-31 21:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定性）。 （4）確定回火溫度。在圖10不同含碳量與回火溫度的曲線中（《鋼的熱處理》胡光立、謝希文 西北工業(yè)大學(xué)出版社。）~%的曲線帶，再在縱坐標(biāo)上查出HRC=35~40，取中值36其曲線帶相交的點(diǎn)即為加熱溫度，大約為480℃。 （5）確定回火保溫時(shí)間。由于回火保溫時(shí)間為480℃，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可知回火保溫時(shí)間大約為1~。回火后空冷即可。 （6）調(diào)質(zhì)的目的。調(diào)質(zhì)使工件具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即高強(qiáng)度和高韌性的適當(dāng)配合，還可提高一定的耐磨性，以保證零件長期順利工作。圖7 42CrMo鋼的淬透性曲線圖8 沿末端淬火試樣的長度、圓棒直徑、圓棒內(nèi)不同位置與冷卻速度之間的關(guān)系（a）圓棒靜水中淬火 （b）圓棒靜油中淬火 42CrMo感應(yīng)加熱淬火工藝原理感應(yīng)加熱淬火加熱速度快，淬火質(zhì)量好，較一般淬火硬度高，得到極細(xì)馬氏體，且淬硬層深度易于控制，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。其過程如下：交變電場(chǎng)交變磁場(chǎng)感應(yīng)電流渦流表層加熱淬火冷卻集膚效應(yīng)感應(yīng)加熱淬火的原理如圖9所示，電磁感應(yīng)產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電流即渦流。渦流在工件截面上的分布是不均勻的，心部幾乎等于零，而表面電流密度極大，稱為“集膚效應(yīng)”，頻率愈高，電流密度極大的表面層愈薄。依靠這種電流和工件本身的電阻，使工件表面迅速加熱到淬火溫度，而心部溫度仍接近室溫，然后立即噴水冷卻，使工件表面淬硬。 圖9 感應(yīng)加熱淬火示意圖 （1）感應(yīng)加熱淬火加頻率的選擇 感應(yīng)加熱可分為三類： 1)高頻加熱 常用頻率為（200～300）KHZ，淬硬層深度為（～）mm。 2)中頻加熱 常用頻率為（2500～8000）HZ，淬硬層深度為（2～10）mm。 3)工頻加熱 電流頻率為50HZ，不需要頻設(shè)備，城市用交流電即可，硬層深度為（10～20）mm以上，城市用交流電即。根據(jù)工件尺寸可知，一般硬化層深δ＝（10～20）％Φ較為合適，其中Φ為工件的有效直徑，Φ=80mm可得δ≈8，所以我們選擇中頻感應(yīng)加熱表面淬火。 （2）淬火加熱溫度的確定加熱溫度及加熱速度是感應(yīng)加熱的最基本的工藝參數(shù),它直接決定鋼的相變過程和淬火后的組織,是提高和穩(wěn)定表面淬火工藝質(zhì)量的重要保證，根據(jù)所要求的性能，可設(shè)定溫度T=900℃。 （3）淬火冷卻方式的選擇根據(jù)所加工的工件尺寸性能，由42CrMo鋼的圖7和圖8，可知42CrMo鋼軋機(jī)齒輪軸用油淬火可滿足使用要求。但考慮經(jīng)濟(jì)等綜合因素，且42CrMo的淬透性高，易于淬透，在工業(yè)上常用選擇乳化液作淬火介質(zhì)。 （4）感應(yīng)加熱淬火的目的表面感應(yīng)加熱淬火是為了使鋼件達(dá)到所要求的表面高硬度，高耐磨性，而心部保持較好的塑性和韌性，且呈現(xiàn)低的缺口敏感性，高的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度，已達(dá)到最優(yōu)的使用性能和工藝性能。 42CrMo回火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則 （1）回火溫度確定原則42CrMo鋼軋機(jī)齒軸要有較高的力學(xué)性能,在調(diào)質(zhì)、感應(yīng)加熱淬火加低溫回火后,表面硬度需要達(dá)HRC50以上 ,心部硬度HRC35～45。由不同鋼含碳量的硬度與回火溫度關(guān)系曲線圖10，可知其在150~180℃回火可滿足使用要求。圖10 不同含碳量鋼硬度與回火溫度關(guān)系曲線 （2）回火溫度時(shí)間確定原則回火時(shí)間從工件入爐后爐溫升至回火溫度時(shí)間開始計(jì)算回火時(shí)間一般為1～3h，可參考經(jīng)驗(yàn)公式加以確定：tn=Kn+AnD式中tn回火時(shí)間（min）；Kn回火時(shí)間基數(shù)；An 回火系數(shù)；D工件有效厚度（mm），當(dāng)回火溫度低于300℃時(shí)，Kn為120min和An為1由此工件回火時(shí)間為2～3h。 （3）回火的目的42CrMo鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、感應(yīng)加熱淬火和低溫回火后獲得顯微組織表面為細(xì)馬氏體、殘余奧氏體和碳化物，心部組織為回火索氏體?；鼗鸷蟛粌H消除了淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，降低了脆性，防止變形和開裂，調(diào)整了強(qiáng)度，硬度，塑性和韌性，而且穩(wěn)定了顯微組織和工件尺寸，使其達(dá)到了使用性能和工藝要求。、儀表和工夾具 （1）正火設(shè)備本次熱處理根據(jù)工藝參數(shù)溫度可選用中溫箱式電阻爐。RX459中溫箱式電阻爐： 額定電壓45KW,額定電壓380V，額定溫度950℃。主要由爐殼、爐襯、爐門、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電熱元件及電氣控制裝置組成。爐殼由鋼板及型鋼焊接而成，爐襯一般由輕質(zhì)高鋁磚、輕質(zhì)黏土磚、耐火纖維、保溫磚以及填料組成。電熱元件多為鐵鉻鋁、鎳鉻合金絲繞成的螺旋體，分別安裝在爐膛側(cè)壁擱磚和爐底上。大型箱式爐還在爐膛后壁和爐門上安裝電熱元件，使?fàn)t膛溫度保持均勻。高中溫爐底部電熱元件用耐熱鋼爐底板覆蓋，工件置于爐底板上進(jìn)行加熱。圖11 箱式電阻爐 （2）調(diào)質(zhì)設(shè)備。為方便操作也可選擇RX459中溫箱式電阻爐淬火。回火時(shí)選用井式回火爐如圖12。圖12 井式回火爐 （3）感應(yīng)加熱淬火設(shè)備GC1205感應(yīng)淬火電爐。其上限溫度為1205℃。它是由電源，機(jī)床，冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。圖13 中頻感應(yīng)淬火電爐圖14 感應(yīng)圈 （4）回火設(shè)備同樣，井式回火爐。（5）淬火設(shè)備圖15淬火油槽。 （1）溫度檢測(cè)表熱電偶：鎳鉻—鎳硅（鎳鋁），溫度范圍401200℃。 （2）溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表TA—091電子調(diào)節(jié)器，規(guī)格參數(shù)：位式+報(bào)警，該系列儀表所配用執(zhí)行器：接觸器、電磁閥、ZAP（ZAJ）直行程電機(jī)+ZM薄膜閥，可控硅電壓調(diào)整器、DF1伺服放大器+直行程電機(jī)+ZM薄膜閥，電氣轉(zhuǎn)換器+ZM氣動(dòng)薄膜閥。 （3）數(shù)字式溫度顯示儀表：面板是數(shù)字溫度儀表：RY2312，測(cè)量范圍：01300℃。根據(jù)工藝要求，使用性
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