【導(dǎo)讀】討論，有助于學(xué)生解決問題、分析問題的能力。本課程設(shè)計是在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。上開設(shè)的，是理論與實踐相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。工藝之間存在密切關(guān)系。如何實現(xiàn)工件設(shè)計時提出的幾何形狀和加工精度，滿足。現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對機械零部件﹑工模具等提出的要求愈來愈高。除加工后缺陷，提高工件的使用壽命等方面起著重要作用。為獲得理想的組織與。定出一種最佳方案。

　　

【正文】 細化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織，為后續(xù)機加工做準(zhǔn)備。 由于 20 鋼材料的正火工藝中無需通過氣體保護進行加熱，所以可以采用空氣氣氛 直接裝爐加熱；所以正火爐選擇普通中溫箱式電阻爐即可滿足設(shè)計要求。 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)批量選擇型號為 RX3— 15— 9 的中溫箱式電阻爐作為該凹模的正火熱處理設(shè)備。 21 最終熱處理設(shè)備的選擇 滲碳和淬火設(shè)備 密 封箱式爐 滲碳目的 ：將低碳鋼或低碳合金鋼零件在增碳的活性介質(zhì)（滲碳劑）加熱到高溫，使碳原子滲入表面層，繼之以淬火并低溫回火，使零件表層與心部具有不同成分、組織與性能。 組織：表面到中心依次為過共析區(qū)（滲碳體成網(wǎng)狀、粒狀或塊狀），共析區(qū)，亞共析區(qū)（即過渡層），中心組織即為原始組織。 淬火的目的 ：是使過冷奧氏體進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，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火 滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。 選擇密封箱式爐的 理由 ： 齒輪表面要求比較高，也屬于精細的零件，所以在熱處理過程中盡量減少它的氧化和脫碳。所以當(dāng)工件在可控氣氛中加熱滲碳，并在同一設(shè)備中淬火，克服了加熱和淬火分離在兩個設(shè)備中進行的缺點，減小了齒輪的氧化和脫碳，既保證了產(chǎn)品質(zhì)量，又改善了勞動環(huán)境和減少了環(huán)境污染。 投資中等，熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，全電腦控制，自動化作業(yè)，操作人員少，工作環(huán)境好，操作、維護及原料供應(yīng)方便等優(yōu)點 ,是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低成本和清潔生產(chǎn)的先進熱處 理設(shè)備。 22 密封箱式爐型號及主要技術(shù)參數(shù) 型號 最大裝爐重量 /kg 爐內(nèi)有效尺寸（長寬 高） /mm 最高使用溫度 /℃ 額定加熱功率 /kw 淬火油槽體積 / 3m 油槽加熱功率 /kw 油槽使 用溫度 /℃ UBE—200 200 300760350 950 48 18 150 UBE—400 400 600900600 950 63 24 150 UBE—600 600 7601200600 950 82 30 150 UBE—1000 1000 7601200800 950 120 48 150 根據(jù)零件尺寸特點及加工性能要求可知，選擇型號 UBE— 200 的密封箱式爐即可符合生產(chǎn)加工要求。 工作過程 前室用于置換裝出料時所帶入空氣，同時確保工件從加熱轉(zhuǎn)移到淬火、緩冷的過程完全在保護氣氛下進行 中間驅(qū)動裝置，可將工件從前室推到加熱室并立即返回到前室，或者將加熱室的工件拉到前室進行淬火，驅(qū)動鏈及裝置處于低溫部位。驅(qū)動鏈的移動距離用凸輪開關(guān)控制 加熱室由爐襯、輻射管、風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)馬弗、中爐門等組成。 一般 加熱溫度為 820～ 860℃。對用連續(xù)式氣體滲碳爐或密填充箱式爐滲碳的齒輪，為細化晶粒在冷卻裝置中冷至 600℃后，再重新加熱至淬火溫度。 以甲醇基為主的滴注式氣氛 ,因氣氛碳勢可控 ,滲速比較高 ,工藝操作簡便 ,在滲碳、碳氮共滲以及奧氏體和鐵素體氮碳共滲等化學(xué)熱處理中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。 注意事項 。前室排氣管應(yīng)隨排氣量變化而改變排氣口頸，當(dāng)爐壓增高時，應(yīng)打開大口徑排管；當(dāng)氣量減少、爐壓下降時，應(yīng)用小排管排氣 。前室在滿足生產(chǎn)要求時盡量較小，前室內(nèi)不應(yīng)存在易存氣體的死角， 從加熱室至前室的過道應(yīng)在中間門下部。前室爐門下方設(shè)火簾和點火嘴 ，常在排氣管頂端安裝一個環(huán)型燃燒器，在其旁邊設(shè)一點火引燃器。 。常設(shè)于前室頂部 。可以避免可燃氣體與空氣混合爆炸 。 23 低溫回火 — 低溫回火箱式爐 低溫回火目的： 鋼的回火是一個由淬火馬氏體 +殘余奧氏體組織向鐵素體和碳化物轉(zhuǎn)變的擴散相變過程，低溫回火可以消除內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，對硬度降低不明顯，因此低溫回火后仍可保持鋼件的高硬度。 選定 20 鋼的回火溫度為 150— 200℃。因為零件的有效厚度為 30mm，所以確定回火保溫時間為 。然后在空氣中冷卻至室溫?；鼗鸷笥捕冗_ 58— 63HRC，滿足零件設(shè)計要求。 低溫回火箱式爐特點： 低溫爐多用于淬火鋼件的回火加熱，也可用于有色金屬的熱處理，如鋁合金的固溶和時效處理。由于低溫爐爐內(nèi)溫度較低，爐內(nèi)的傳熱方式主要靠對流進行，因此常在加熱爐內(nèi)安放風(fēng)扇裝置來使對流均勻，縮短加熱時間。 適合小工件的加熱，比較簡單和操作簡單，經(jīng)濟性比較好。 工作原理 :以電作為熱源，將電流通入電熱元件，借助 于電熱元件的電阻熱效應(yīng)來實現(xiàn)對工件加熱的爐子。 第四章 心得體會 從零件的選材到加工工藝設(shè)計、熱處理工藝設(shè)計（加熱速度、加熱時間、保溫時間、冷卻方式）再到各個工藝所需設(shè)備的選擇，我初步學(xué)會了如何使用熱處理相關(guān)工具書找到自己所需要的資料， 對熱處理這門課程有了更加系統(tǒng)、全面、深刻的認(rèn)識，同時對自己也是一種能力上的培養(yǎng)。本次課程設(shè)計讓我熟悉了熱處理設(shè)計的程序而且了解了熱處理設(shè)計的關(guān)鍵和最重要的地方，同時對熱加工和對零件材料的熱處理又有了更深刻的了解。 參考文獻 [1]中國機械工程學(xué)會熱處理學(xué)會編 熱處理手冊（熱處理設(shè)備和功輔材料） 第四版 機械工業(yè)出版社 [2] 楊文杰 宋春梅 編 . 金屬材料熱加工設(shè)備 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [3] 李國彬編 熱處理規(guī)范與數(shù)據(jù)手冊 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 [4] 樊東黎 徐躍明 佟曉輝編 熱處理技術(shù)數(shù)據(jù)手冊 第二版 機械工業(yè)出版社 24 工藝卡片填寫 通用熱處理工藝卡 零件名稱：齒輪 熱處理工藝卡片 處理前要求：要求工件潔凈，形狀無突變，并且對厚度小的地方采用石棉防護。 零件號： 材 料： 20 鋼 工序號： 裝爐方法及數(shù)量：根據(jù)熱處理過程中相應(yīng)爐型的有效加熱范圍和裝爐時工件之間的間隔距離計算出相應(yīng)熱處理設(shè)備的裝入量，工件在熱處理設(shè)備中需要墊具保證其受熱均勻，通過所選夾具裝爐。在中溫箱式電阻爐中的裝爐量為 10～12；在油淬真空爐中的裝爐量為 5。 熱處理技術(shù)要求： 硬度：表面 56— 63 心部40— 47HRC 滲碳層深度： 允許變形量： 工 步 號 名稱 設(shè)備 工裝、夾具 加 熱 保 溫 冷 卻 溫度/℃ 時間/min 溫度/℃ 時間/min 介質(zhì) 溫度/℃ 1 正火 RX3—15— 9 880～920℃ 360 880～920℃ 120 空氣 以 ≤30℃/h 冷卻至室溫 2 滲碳 UBE—200 920～940℃ 360 920～940℃ 30 水淬 冷至油溫空冷 3 淬火 RX3—15— 9 770～800℃ 240 770～800℃ 36 水淬 冷至水溫空冷 4 回火 RX3—15— 9 150~200℃ 120 150~200℃ 90 空氣 空冷 至 室溫 編制：gudong 校對： 審定： 批準(zhǔn)： 更改日期 更改單號 更改標(biāo)記 更改者