汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-09-05 15:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于制造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要零件；過共析鋼球化退火前進行一次正火，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火時滲碳體全部球粒化。③滲碳的作用：是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中，加熱到900～950℃的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時間后，使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。相似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。 ④淬火的作用：獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械性能。⑤回火的作用：消除工件淬火時產(chǎn)生的殘留應力，防止變形和開裂；調(diào)整工件的硬度、強度、塑性和韌性，達到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能。⑥噴丸的作用：是把金屬毛坯，一般是鑄件或鍛件放入密閉的噴丸室內(nèi)，金屬顆粒（噴丸）在壓力空氣的作用下，撞擊毛坯表面。其作用是去除毛坯表面氧化皮，消除毛坯內(nèi)部應力。 汽車發(fā)動機齒輪具體熱處理工藝及分析 鍛造造齒輪的毛坯經(jīng)過鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，已獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。齒輪的鍛造工藝是用棒料鐓經(jīng)切削加工制成的，其纖維組織彎曲呈放射狀，所有齒部的正應力都平行于纖維組織的方向，力學性能得到很大的提高。20CrMnTi合金鋼的始鍛溫度為1180℃，中鍛溫度為850℃，鍛后進行緩慢冷卻。接觸疲勞試樣由棒料，彎曲疲勞試樣從GF齒圈上截取，改鍛成齒輪式樣毛坯。20CrMnTi合金鋼的終鍛溫度為850℃，鍛后經(jīng)880～920℃正火（空冷）和650～780℃退火（爐冷）處理。表3 鍛造熱處理溫度始鍛溫度終鍛溫度正火溫度退火溫度1180℃850℃880～920℃650～780℃ 正火鍛坯等溫正火是為消除內(nèi)應力，改善、細化組織，為后續(xù)加做準備，便于切削加工。①正火溫度：正火是將鋼加熱到Ac3以上30℃～50℃,保溫足夠的時間后出爐在空氣中冷卻到室溫。對于一般的齒輪采用正火,正火可以減少碳和其他合金元素的成分偏析。使奧氏體晶粒細化和碳化物的彌散分布,以便在隨后的熱處理中增加碳化物的溶解量。由于正火的冷卻速度較快,獲得細小的片層狀滲碳體珠光體,強度、硬度都較高,力學性能較好。這里選擇的正火溫度為： 加熱920～950℃。 ②冷卻方式：空冷，由于正火的冷卻速度較快,獲得細小的片層狀滲碳體珠光體,強度、硬度都較高,力學性能較好。然而正火工藝是空冷,對于尺寸較大零件,內(nèi)外溫差大冷卻速度不穩(wěn)定,在連續(xù)冷卻時,過冷奧氏體在A1550℃溫度范圍內(nèi)分解為珠光體,在550℃Ms溫度范圍內(nèi),因轉(zhuǎn)變溫度較低轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織(即含碳量具有一定過飽和度的鐵素體和分散的滲碳體(或碳化物)的混合物),其特征是過飽和碳的鐵素體中分布粒狀或長條狀的碳化物。鍛造毛坯正火產(chǎn)生的粒狀貝氏體引起硬度增高,導致了齒型加工困難,使刀具早期磨損。對于車輛齒輪或大批量的小型齒輪越來越多采用等溫正火工藝。這樣可以得到很硬的馬氏體組織，從而能夠減少變形和開裂。③正火得到的組織：珠光體+少量鐵素體組織。 ④硬度檢測：在正常情況下，用HRS150洛氏硬度計測得的硬度值為156～207HBS。設(shè)備：RJX759t/h930~950℃600177。10℃℃21空冷圖1 20CrMnTi的正火工藝曲線+淬火滲碳：使機械零件獲得高的表面硬度，耐磨性和高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。滲碳溫度：920～950℃，保溫時間按滲碳層深度確定，取t＝6h，滲碳層深度：～20CrMnTi滲碳采用井式氣體滲碳爐滲碳，滲碳氣體使用碳氫化合物有機液體，如煤油、丙酮等直接滴入爐內(nèi)氣體而得，為提高滲入速度，是表面達到合適的含碳量，將滲入過程分兩個過程進行，即滲入階段和擴散階段。淬火：20CrMnTi經(jīng)滲碳后直接進行淬火。齒輪滲碳后可預冷到870～880℃并保溫一段時間，預冷過程中滲碳層析出二次滲碳體，深層中殘余奧氏體量減少，預冷溫度不應過低，以免心部游離鐵素體增多，降低心部硬度，預冷應在爐內(nèi)進行，并應防止表面脫碳，選擇870℃，預冷2h。淬火介質(zhì)選擇10﹟機械油，因為20CrMnTi淬透性好，油淬臨界直徑DO≤40mm油淬后可減少滲碳層中殘余奧氏體，提高耐磨性和接觸疲勞強度而心部有較高強度和韌性，淬火表面硬度HRC58～63,心部HRC33～45。設(shè)備：RQ3759T。圖2 20CrMnTi的滲碳工藝曲線 低溫回火①回火溫度：
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