畢業(yè)設(shè)計-65mn彈簧熱處理工藝設(shè)計(編輯修改稿)
2026-01-08 20:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 彈簧鋼，錳提高淬透性，φ 12mm 的鋼材油中可以淬透，表面脫碳傾向比硅鋼小，經(jīng)熱處理后的綜合力學性能優(yōu)于碳鋼，但有過熱敏感性和回火脆性。用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈 簧、彈簧發(fā)條，也可制作彈簧環(huán)、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。 ② 特性及適用范圍 熱處理及冷拔硬化后，強度較高，具有一定的韌性和塑性；在相同表面狀態(tài)和完全淬透情況下，疲勞極限與合金彈簧相當。但淬透性差，主要用于較小尺寸的彈簧，如調(diào)壓調(diào)速彈簧、測力彈簧、一般機械上的圓、方螺旋彈簧或拉成鋼絲作小型機械上的彈簧。 攀枝花學院本科課程設(shè)計（論文） 1 設(shè)計任務(wù) 2 2 熱處理件零件圖 攀枝花學院本科課程設(shè)計（論文） 2 設(shè)計方案 3 3 設(shè)計方案 65Mn 彈簧的熱處理工藝設(shè)計 分析 工作條件 由于是制 造彈簧墊圈，因此其工作環(huán)境為受力較大的地方，其目的是為了分擔共建所承受螺母的應(yīng)力，所以彈簧一般耐磨性和硬度要求很高 失效形式 由于彈簧的服役條件的復(fù)雜性和苛刻性，其失效形式有多種多樣，主要有斷裂失效和應(yīng)力松弛（變形）失效兩大類。在斷裂失效中又可分為脆性斷裂和塑性斷裂，其中突發(fā)性的脆性斷裂的危害性最大。在斷裂失效中又可分為脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂及疲勞腐蝕斷裂。此外還有氫脆、鎘脆及黑脆等。其中疲勞斷裂約占其斷裂失效形式的 80%到 90%。在生產(chǎn)實踐中可依據(jù)起斷口特征來判斷其斷裂方式，可根據(jù)其受 力條件來找到斷裂源，分析其斷裂的擴展速率。應(yīng)力松弛（變形）失效是彈簧墊圈在工作過程中普遍存在的現(xiàn)象，但一般不被重視，而它對那些執(zhí)行控制性元件中則是影響產(chǎn)品效率、靈敏度及可靠性的關(guān)鍵性零件。彈簧墊圈的早期失效對鋼材的浪費相當嚴重、造成直接和間接的經(jīng)濟損失巨大。所以彈簧的失效分析和預(yù)防是一項重要的技術(shù)任務(wù) 性能要求 ①力學性能方面 由于彈簧是在彈性范圍內(nèi)工作，不允許產(chǎn)生永久性變形。彈性好壞可以用應(yīng)變能或彈性比功表示，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線可知，彈性應(yīng)變能（比功）與材料的彈性極限的平方成正比，與彈性模 量成反比。要求彈性應(yīng)變能或比功較大，也就是要求彈簧材料有良好的微塑性變形抗力，即彈性極限、屈服極限和屈強比要高，所以彈簧鋼一般屬于高強度或超高強度鋼。彈簧材料的種類和熱處理工藝對上述性能影響很大。相對而言，它們對鋼材的彈性模量的影響較小。為延長其使用壽命，它的第二相指點勻、細、圓、顯微組織均勻、不耗脆性馬氏體等。 ②理化性能方面 彈簧的工作情況很復(fù)雜，有些是在高溫下長期工作的，因此要求其有良好的耐熱性，即有高的蠕變極限、蠕變速率較小和較低的應(yīng)力松弛率。相反有些是在低溫地帶工作則要求材料要有較高的低 溫沖擊韌度、低溫的脆性轉(zhuǎn)化溫度，以免發(fā)生冷脆。 在腐蝕介質(zhì)中工作的彈簧墊圈，其表層金屬與腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學貨電化學反應(yīng)，彈簧表層巨匠被腐蝕，易造成腐蝕脆性斷裂。特別是在交變應(yīng)力作用下，攀枝花學院本科課程設(shè)計（論文） 2 設(shè)計方案 4 材料的疲勞極限將顯著降低，彈簧更易發(fā)生腐蝕疲勞斷裂失效。所以必須具備良好的耐腐蝕能力。在高強度工作中，彈簧墊圈更易磨損消耗，所以要有更強的耐磨能力。 ③工藝性能方面 對于要求淬火而其截面尺寸較大的彈簧，其鋼材應(yīng)有相應(yīng)的淬透性、較小的過熱敏感性和表面脫碳傾向小，才能保證彈簧表里組織和性能的均勻性，在冷、熱成形時 要求材料有足夠的塑性和良好的耐磨、抗壓性能。 鋼種材料 65Mn 鋼具有較高的硬度 ,淬透性好 ,脫碳傾向少 ,價格低廉 ,切削性好等優(yōu)點 ,但它有過熱敏感性 ,易產(chǎn)生淬火裂紋 ,并有回火脆性。在 65Mn 中，錳大部分溶于鐵素體中，形成置換固溶體，并使鐵素體強化，一部分錳也溶于 Fe3C 中，形成合金滲碳體，錳還能增加珠光體相對量，并使它變細，從而提高鋼的強度。錳能與 S 化合成為 MnS，以減輕 S 的有害作用錳鋼具有過熱傾向。 65Mn 鋼屬于高碳鋼，加上 Mn 與 Si 的聯(lián)合作用，使其碳當量達 %以上。這就使 65Mn 鋼具有極大的淬硬 傾向，焊接性極差。 攀枝花學院本科課程設(shè)計（論文） 3 設(shè)計說明 5 4 設(shè)計說明 加工工藝流程 65Mn 彈簧的熱處理工藝設(shè)計 的熱加工工藝流程經(jīng)過許多次改進形成如下的工藝流程 : 備料－→軋制－→預(yù)備熱處理－→機加工－→最終熱處理（淬火 +回火）－→打磨切削。 65Mn 鋼屬于高碳鋼，其成分 [1]如下表 . 表 65Mn 鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)， %） C Mn P S Cr Ni Cu Si ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ～ 成分 分析： Mn 是良好的脫氧劑和脫硫劑。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。 Mn 和 Fe 形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度，經(jīng)固溶處理后有良好的韌性，當受到?jīng)_擊而變形時，表面層將因變形而強化，具有高的耐磨性；同時又是碳化物形成元素，進入滲碳體中取代一部分鐵原子。 Si 能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比 (σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比 (σ1/σb)等。 硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。 具體熱處理 熱處理流 程：預(yù)熱→加熱→冷卻→檢查硬度和金相組織→低溫回火→檢查硬度 熱處理后犁鏵片的技術(shù)要求有： ① 淬火后得到的顯微組織為馬氏體； ② 回火后得到的顯微組織為回火馬氏體；
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