金屬熱處理課程設(shè)計(jì)-提動(dòng)閥座課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-09-10 15:08本頁面
【正文】 滲后先在空氣中預(yù)冷至 350℃附近，然后水冷。 圖 6軟氮化時(shí)間對(duì)硬度與深度的影響 [6] 氮碳共滲工藝參數(shù)的確定 綜上所述， 氮碳共滲處理工藝可制定為：裝爐前應(yīng)先對(duì)工件表面進(jìn)行清理，去除油污及鐵銹。 氮碳共滲時(shí)間 的確定 如圖 6所示化合物層厚度，滲層硬度在 0～ 4h 內(nèi)增加很快，隨后隨時(shí)間延長變化變得緩慢，在 2～ 3 小時(shí)之間達(dá)到最大值，過長時(shí)間則硬度下降。 氮碳共滲溫度的確定 氮碳共滲溫度的選擇要考慮到滲層形成質(zhì)量，同時(shí)考慮滲速，一般選在 FeN共析溫度附近，多數(shù)鋼的共滲溫度在 560～ 580℃，同時(shí)溫度應(yīng)低于調(diào)質(zhì)回火溫度以不降低基體的強(qiáng)度，碳鋼、低合金鋼和鑄鐵一般選擇為（ 570177。鹽浴質(zhì)量百分比為：尿素︰碳酸鈉︰氯化鉀＝ 3︰ 2︰ 2，使用溫度為 550℃～580℃。因此選擇鹽浴氮碳共滲方式處理。根據(jù)工件的尺寸要求與性能要求，可選擇鹽浴氮碳共滲方式進(jìn)行處理。由于環(huán)保的原因，中、高氰鹽浴已經(jīng)逐漸被淘汰。 氮碳共滲工藝規(guī)范的確定 氮碳共滲方式的確定 因?yàn)檫@里需要在較低溫度下進(jìn)行共滲，所以我們需要在固體滲氮、液體滲氮及氣體滲氮中選擇。適用于滲層淺且不承受重載的零件。 氮碳共滲的工藝特點(diǎn)：熱處理溫度低，一般在 500～ 600℃，過程以滲氮為主，滲碳為輔，滲碳量很小。 碳氮共滲工藝特點(diǎn)：碳氮共滲是在滲碳和滲氮工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其具有前者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有自己的特點(diǎn)：①與滲碳相比，處理溫度低，晶粒不易長大，變形開裂傾向小，能源消耗低；②與滲氮相比，工藝周期大大縮短，對(duì)材料適用范圍廣。滲氮能形成優(yōu)越性能的滲氮層，但由于工藝時(shí)間較長（氮化物形成溫度低，擴(kuò)散較慢，工藝時(shí)間較長，如獲得 的滲氮層，約需要 40～50h），使得生產(chǎn)率太低，成本 高，應(yīng)盡量少用?；竟に囘^程： ①將工件置于含有滲入元素的活性介質(zhì)中加 熱到一定溫度，使活性介質(zhì)通過分解并釋放出欲滲入元素的活性原子； ②活性原子被工件吸附并溶入表面； ③溶入表面的原子向金屬表層擴(kuò)散滲入形成一定厚度的擴(kuò)散層，從而改變工件表層的成分、組織和性能。 有效厚度 /mm 25 2550 5075 75100 100125 125150 保溫時(shí)間/min 鹽爐 2030 3045 4560 7590 90120 120150 空氣爐 4060 7090 100120 150180 180210 210240 氮碳共滲化學(xué)處理工藝的制定 表面處理工藝的選擇 提動(dòng)閥座 零件工作環(huán)境要求零件應(yīng)具有的性能為：表面硬度高，耐磨性好，表 5 中、高溫回火保溫時(shí)間參數(shù)表 [2] 疲勞性能優(yōu)良。 （ 5） 回火時(shí)間的確定：回火時(shí)間一般從工件入爐后爐溫升至回火溫度時(shí)開始計(jì)算，一般為 13h，在實(shí)踐中常用工件的有效厚度估算，表 5是單個(gè)工件的保溫時(shí)間表，多個(gè)工件堆積可適當(dāng)延長保溫時(shí)間。 （ 4） 回火溫度的確定：根據(jù)零件要求，調(diào)質(zhì)后的硬度為 235265HBS, 選擇回火溫度為（ 570177。另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。在水中停留時(shí)間為每 56mm有效厚度約 1s。把加熱到淬火溫度的工件，先在冷卻能力強(qiáng)的 鹽 水 中冷卻至接近 Ms 點(diǎn) ， 然后取出轉(zhuǎn)入油冷，以達(dá)到在不同淬火冷卻溫度區(qū)間，有比較理想的淬火冷卻速度。工件的有效厚度 D=50mm,加熱系數(shù)α和裝爐修正系數(shù) k分別見表 3和表 4，對(duì)于42CrMo，α =， k=，則τ = 50=50min,考慮到透熱之后，還需要515min 的組織轉(zhuǎn)變時(shí)間，因而我選擇 的保溫時(shí)間。 D 式中 τ —— 加熱時(shí)間， min； α —— 加熱時(shí)間系數(shù)， min/mm； k—— 裝爐量修正系數(shù)； D—— 工件有效厚度， mm。 常用經(jīng)驗(yàn)公式為： τ =α 調(diào)制工藝的制定 （ 1）加熱溫度，亞共析鋼淬火加熱溫度為 Ac3+3050℃，綜合考慮淬火加熱溫度應(yīng)選用 850℃ 。 （ 2） 退火 保溫時(shí)間， 保溫時(shí)間與鋼的化學(xué)成分、工件形狀、尺寸、爐子類型、裝爐量等多種因素有關(guān)， 一般按每毫米厚度保溫 估算 。 表 42CrMo加熱和冷卻的臨界點(diǎn) Ac1 Ac3 Ms 42CrMo 730℃ 780℃ 360℃ 為了消除毛胚鍛造應(yīng)力，降低硬度以及改善切削 加工性能，同時(shí)均勻組織，細(xì)化晶粒，為了后續(xù)加熱處理做準(zhǔn)備。 6 制定 熱處理工藝 制度 退 火工藝的制定 將 冷變形后的金屬在低于再結(jié)晶溫度加熱，以消除內(nèi)應(yīng)力，但仍保留加工硬化效果的熱處理。 10)℃，保溫 后，進(jìn)行油淬，再在（ 580177。處于淬火狀態(tài)的鋼，內(nèi)應(yīng)力大，脆性很大，不能直接使用 ，必須 要進(jìn)行第二步工序 —— 回火，其目的是消除內(nèi)應(yīng)力，增加韌性，調(diào)整強(qiáng)度，獲得良好的綜合力學(xué)性能。淬透性的大小直接影響剛的最后力學(xué)性能。故一般在選用低溫去應(yīng)力退火。 因此在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)，冷卻速度愈慢，內(nèi)應(yīng)力就愈小。 5 熱處理工藝方法選擇 退火工藝的選擇 42CrMo 經(jīng)過鑄造及 粗加工后組織不均勻內(nèi)應(yīng)力較大，易變形開裂，所以在精加工前需施以 消除內(nèi)應(yīng)力穩(wěn)定組織為目的的去應(yīng)力退火。改善其切削性能然后經(jīng)過機(jī)加工使其復(fù)合尺寸要求； 接著調(diào)制使其達(dá)到硬度要求； 再經(jīng)過化學(xué)熱處理（氮碳共滲）使表面獲得一層化合物滲層，提高零件表面耐磨性和抗疲勞性能；最后經(jīng)過研磨，以滿足尺寸精度， 即可得到所需的零件。熱處理是將金屬材料放在一定的 介質(zhì) 內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的金相 組織結(jié)構(gòu) ,來控制其性能的一種金屬熱加工 工藝。機(jī)加工是指通過加工機(jī)械精確去除材料的加工工藝。 （ 6） Ni 細(xì)化鐵素體晶粒，對(duì)塑性韌性有所提高，特別是低溫塑性。 （ 4） Cr 縮小γ相區(qū)，在α Fe 中無限固溶，可增加鋼的淬透性并有二次硬化作用，提高耐磨性，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)服飾的作用并增加鋼的熱強(qiáng)性。與 S形成熔點(diǎn)較高的 MnS，可防止因 FeS而導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象。 （ 3） Mn擴(kuò)大γ相區(qū)，形成無限固
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