【正文】 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 熱處理工藝卡及參考文獻(xiàn) 16 7 熱處理工藝卡片 零件名稱： 機(jī)床齒輪 熱處理工藝卡 處理要求： 下料、鍛造、預(yù)備熱處理 (正火 )、機(jī)械加工、淬火 +高溫回火、精銑、成品 熱處理技術(shù)要求： 恰當(dāng)控制溫度和時(shí)間 硬度： 大于等于 170HBW 材料： 40Cr 鋼 工序號(hào) 名稱 設(shè) 備 工具 裝 料 工 藝 規(guī) 范 冷 卻 備 注 工具數(shù) 量 一工具裝數(shù)量 / 件 溫度 /℃ 加熱時(shí) 間 保溫時(shí) /h 間 合計(jì) 介質(zhì) 溫度 /℃ 1 鍛造加熱 1000~1050 爐冷 2 正火 870 2h 1h 3h 空氣 3 淬火 850 80min 12 23h 油 4 高溫回火 520 1h 35 5 6 7 8 9 10 更該日期 更改 單號(hào) 更改 標(biāo)準(zhǔn) 更改者 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 熱處理工藝卡及參考文獻(xiàn) 17 參 考 文 獻(xiàn) [1]夏立芳主編 .金屬熱處理工藝學(xué) .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021 [2]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理分會(huì) .熱處理工程師手冊(cè)［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第一版 . [3]張玉庭主編 .熱處理技師手冊(cè)［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第一版 [4]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理學(xué)會(huì) .熱處理手冊(cè)［Ｍ］．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021．第三版 . [1]張士林 ,任頌贊 .簡(jiǎn)明鋁合金手冊(cè) [M].上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 , 2021. 潘復(fù)生 ,張丁非 .鋁合金及其應(yīng)用 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 中國(guó)有色金屬工業(yè)年鑒編輯委員會(huì) .中國(guó)有色金屬工業(yè)年鑒 [M].北京 :中國(guó)有色金屬工業(yè)年鑒編輯委員會(huì) , 2021. [5]王運(yùn)炎 .機(jī)械工程材料 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021. [6]趙忠 .金屬材料及熱處理 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [8]周鳳云 .工程材料及應(yīng)用 .武漢 :華中科技大學(xué)出版社 , 2021. [10]樊東黎 .熱處理技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021, 4. [11]雷廷權(quán) .金屬熱處理工藝方法 500種 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998, 10. [12]秦啟泰 .應(yīng)用熱處理 .金盾出版社 ,1997, 2. 。 40Cr 鋼調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)淬火加低溫回火后，其韌性與碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)。通過調(diào)質(zhì)處理，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織，使齒面有足夠的硬度和耐磨性，芯部有一定的強(qiáng)度和韌 性。 最終熱處理為調(diào)質(zhì)，碳鋼淬火溫度為 AC3+(30~50)攝氏度，合金鋼可適當(dāng)提高淬火溫度，淬火溫度 T=830~850（℃），選 850℃，采用油冷的冷卻方式；調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。 調(diào)制鋼在加熱后，必須經(jīng)過預(yù)備熱處理降低硬度，以利于切削加工，預(yù)備熱處理還可以消除加工缺陷，改善組織委淬火做好準(zhǔn)備。內(nèi)應(yīng)力有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力兩種，它們的成因和作用是不同的。因此，除制定合理的淬火工藝外，同時(shí)還必須設(shè)法減小淬火內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。 回火脆性一般有兩類，第一類是低溫回火脆性，鋼在 250400 度范圍內(nèi)產(chǎn)生，生產(chǎn)過程中無法通過改變工藝操作來消除，只能盡量避免在此溫度范圍內(nèi)回火，或改用等溫淬火工藝來代替淬火加回火；第二類是高溫回火脆性，某些合金鋼在 450575 度回火，或在稍高溫度下回火后緩慢冷卻，出現(xiàn)了沖擊韌度下降的現(xiàn)象，這類已脆化的鋼再次重新加熱至預(yù)定的回火溫度，然后快冷至室溫，脆性消失，所以也叫可逆 回火脆性?；鼗鸫嘈?，是鋼的一種熱處理特性，而不是熱處理缺陷。回火后硬度不足主要是回火溫度過高，補(bǔ)救辦法是退火后重新淬火回火。 防止方法是在回火時(shí)緩慢加熱，并使回火溫度緩慢冷卻。所謂回火裂紋，是指淬火狀態(tài)鋼進(jìn)行回火時(shí)，因急熱、急冷或組織變化而形成的裂紋。這種裂紋是延遲發(fā)生的淬火裂紋，其形狀與淬火裂紋相同。工攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 5 分析與討論 14 件淬火后要注意立即回火，因?yàn)榇慊鸸ぜ谢蚨嗷蛏俚卮嬖谝欢康臍堄鄪W氏體，這些奧氏體在室溫下的放置過程中會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體，從而因發(fā)生體積膨脹而導(dǎo)致開裂。為了防止淬火裂紋，首先應(yīng)改善零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性，并正確選用鋼材。在選材方面對(duì)形狀復(fù)雜的零件選用淬透性較低的鋼種，從而造成在激烈的冷卻過程中開裂。 ①熱處理工藝：如過熱、脫碳、冷速過快、冷卻操作不當(dāng)、淬火后未及時(shí)回火等。磨削裂紋的方向總是垂直于磨削方向并呈平行線形樣式，淬火裂則與磨削方向無關(guān)并呈刀割狀開裂。 最常見的淬火裂紋有縱向裂紋、橫向裂紋、網(wǎng)狀裂紋和應(yīng)力集中裂紋幾種。 3 淬火裂紋 淬火裂紋是由于淬火內(nèi)應(yīng)力在工件表層的拉應(yīng)力超過冷卻時(shí)鋼的斷裂強(qiáng)度而引起的這種裂紋是工件在進(jìn)入冷卻介質(zhì)中不久之后，溫度降至 Ms 點(diǎn)（大約為 250 度）以下時(shí)產(chǎn)生的。 有過熱缺陷的工件，可先進(jìn)行一次細(xì)化組織的正火或退火，然后再按正常規(guī)范重新淬火。在加熱溫度更高的情況下，鋼的奧氏體 晶粒進(jìn)一步粗化，并產(chǎn)生晶界氧化，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起晶界熔化，這種現(xiàn)象叫過燒。過熱的工件幾乎不能防止淬火裂紋產(chǎn)生。此外，對(duì)普通箱式爐稍加改造后，采用滴入煤油的辦法進(jìn)行保護(hù)，可大大改善加熱工件的表面質(zhì)量。 為了防止氧化、脫碳，根據(jù)工件的技術(shù)要 求和實(shí)際情況，可以采用保護(hù)氣氛加熱、真空加熱，以及用工件表面涂料包裝加熱等方法。由于碳的擴(kuò)散速度較快，所以鋼的脫碳速度總大于其氧化速度。在 570 度以下氧化膜則由比較致密的 Fe3O4 所構(gòu)成，由于處于工件表面的這種氧化膜結(jié)構(gòu)致密，與基體結(jié)合牢固，氧原子難以繼續(xù)滲入，故氧化的速度比較緩慢。鋼的氧化雖然是化學(xué)反應(yīng)，但是一旦在鋼的表面出現(xiàn)一層氧化膜之后，氧化的速度主要取決于氧和鐵原子通過氧化膜的擴(kuò)散速度，隨著加熱溫度的升高，原子擴(kuò)散速度增大，鋼的氧化速度便急劇地增大，特別是在 570 度以上，所形成的氧化膜是以是 FeO 為主，它是不致密的，結(jié)構(gòu)疏松的。 ①氧化：是指鋼的表面與加熱介質(zhì)中的氧、氧化性氣體、氧化性雜質(zhì)相互作用形成氧化鐵的過程。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 5 分析與討論 12 5 分析與討論 40Cr 作為中碳調(diào)質(zhì)鋼，一般采用淬火 +高溫回火，資料記載， Mn、Cr 鋼在較低溫度回火時(shí)容易出現(xiàn)回火脆性，由模擬試驗(yàn)沖擊值與斷口形貌可知， 240℃以下回火斷口以準(zhǔn)解理為主，沖擊值較低，隨回火溫度提高沖擊值上升， 280℃ 380 之間斷口出現(xiàn)明 顯的沿晶斷口， 350℃時(shí)沿晶斷口所占比例最多，沖擊值明顯降低， 460℃以上斷口以韌窩為主，沖擊值大幅提高，鋼材化學(xué)成分、晶粒度、非金屬夾雜物、金相組織均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，模擬試驗(yàn)結(jié)果表明工件采用的熱處理工藝使材料出現(xiàn)回火脆性。） 硬度檢查 在淬火后檢查包括淬硬層表面及心部硬度，一般用洛氏硬度 HRC 標(biāo)尺測(cè)量。由繪制的硬度變化曲線，確定從零件表面到硬度值等于極限硬度的距離，這個(gè)距離就是感應(yīng)淬火后的有效硬化層深度（有效硬化層深度 (DS)：是指從零件表面到維氏硬度等于極限硬度那一層之間的距離。當(dāng)表面硬化層深度大時(shí)，各壓痕中心的距離可以大一些，但在