【正文】 復(fù)雜、要求變形小的工件； 　　直徑和厚度大于50mm的工件，淬火溫度可提高到850～870℃。因為尺寸較大的工件，容易產(chǎn)生球化不良、碳化物不均勻等問題，所以大尺寸的板牙采用較低的淬火加熱溫度，M10的圓板牙，常采用860—870℃。首先在600~650℃預(yù)熱，減少高溫停留的時間，從而減輕板牙的脫C現(xiàn)象。球化退火組織按照國家有關(guān)評級，應(yīng)在25級合格。工具鋼原始組織為球狀珠光體經(jīng)淬火回火后的力學性能和原始組織為片狀珠光體相比，在強度、硬度相同情況下，其塑韌性都要高，且對淬火溫度的敏感性也相對較小。對熱處理后硬度過低的零件在二次淬火以前亦先進行高溫回火保溫時間在全部爐料加熱到溫后為2~3h；（3）正火用于細化過熱鋼的晶粒和消除炭化物網(wǎng)；（4）當鋼的退火硬度HB低于183時，調(diào)質(zhì)處理用于提高切削加工表面光潔度。 　　表2133 CrWMn鋼熱加工工藝 　　 項 目加熱溫度/℃開始溫度/℃終止溫度/℃冷卻鋼 錠 鋼 坯1150~1200 1100~11501100~1150 1050~1100880~800 850~800先空冷然后緩冷 先空冷然后緩冷　　為了降低或減輕炭化物網(wǎng)狀的形成，鍛軋后盡可能冷至650~700℃，然后緩冷（坑冷、砂冷或爐冷）。m。 　　交貨狀態(tài)：鋼材以退火狀態(tài)交貨。 CrWMn合金工具鋼碳 C ：～ 　　硅 Si：≤ 　　錳 Mn：～ 　　硫 S ：≤ 　　磷 P ：≤ 　　鉻 Cr：～ 　　鎳 Ni：允許殘余含量≤ 　　銅 Cu：允許殘余含量≤ 鎢 W ：～ 要求熱處理后變形小，尺寸穩(wěn)定，表面硬度54~58HRC。 根據(jù)板牙的服役條件和失效形式選擇CrWMn作為板牙熱處理的材料第3章CrWMn化學成分 鋼的化學成分（GB/T 12292000）w/% 　　 但是，鋼對形成碳化物網(wǎng)比較敏感，這種網(wǎng)的存在，就使工具刃部有剝落的危險，從而使工具的使用壽命縮短，因此，有碳化物網(wǎng)的鋼，必須根據(jù)其嚴重程度進行鍛壓和正火。此外，鎢還有助于保存細小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。CrWMn鋼具有高淬透性。零件產(chǎn)生塑性變形，是由于實際工作應(yīng)力超過了這種材料的屈服強度。引起彈性變形的原因零件剛度不夠，除結(jié)構(gòu)因素外，還取決與材料的彈性模量，因此，要預(yù)防彈性變形失效，因選擇彈性模量高的材料來制作零件。 彈性變形失效是零件過量彈性變形產(chǎn)生的失效。二是材料具有小的摩擦系數(shù)，降低配對材料間的原子結(jié)合力， 此外，改善潤滑條件，細化表面粗糙度，使機械零件保持清潔等，均有利于減少摩擦磨損?！　○ぶp是在兩個相對運動的物體直接接觸中，由于接觸應(yīng)力很高而引起塑性變形，導致物體接觸，溫度升高并發(fā)生黏著、焊合現(xiàn)象，分離時黏合處撕開，從而將小塊料撕去，造成表面損傷?！　∧チＤp是由于相對運動的物體接觸時，滑動表面高低不平，凸出的硬質(zhì)點將軸的接觸面刨出溝槽或劃傷而產(chǎn)生的破壞。 磨損失效的分析 　　磨損是相互接觸的零件間存在滑動時，接觸表面會因發(fā)生摩擦損壞而引起形狀變化的現(xiàn)象，它是一種可以看到的，漸發(fā)生的破壞形式。所有機械零件在工作過程中的實效疲勞斷裂與斷裂失效的50%~90%時，疲勞斷裂一般會發(fā)生突然，危害性大，疲勞斷裂是發(fā)生在零件的局部應(yīng)力區(qū)，某些晶粒在變力作用下形成微裂紋，隨著循環(huán)數(shù)增加，裂紋繼續(xù)擴展，導致最終疲勞斷裂。CrWMn是制作模具最常用的高碳合金工具鋼。 2）安放：安放機器時，四支腳的長度必需進行調(diào)節(jié)，即要使后卡盤比前卡盤高些。若壓力只作用在板牙的一邊，可能會使板牙損壞。 　　在調(diào)節(jié)開口板牙時，不得把板牙張開，張開的板牙在攻絲時會對工件產(chǎn)生刮擦而不是切削。 　　使用帶刃傾角部分的板牙，這樣可確保把切屑導出切削加工區(qū)域。同時要確保圓板牙或六角板牙垂直地切入螺栓坯料。為了不使金屬發(fā)生阻塞致使工件折斷，板牙的外徑不應(yīng)參加工作，它與被切削之間要留有間隙。但如果中徑過小，則螺紋的推壓力就取增大，所以板牙的中徑不宜設(shè)計過小。=，板牙的內(nèi)徑D板內(nèi)。 板牙分，尤其是板牙內(nèi)徑要承受較大的切削力，因此必須具有一定的強度和切削能力。板牙的內(nèi)徑和中徑為切削部 板牙加工出的螺紋精度較低，但由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，在單件、小批生產(chǎn)和修配中板牙仍得到廣泛應(yīng)用 。當加工出的螺紋中徑超出公差時 ，可將板牙上的調(diào)節(jié)槽切開，以便調(diào)節(jié)螺紋的中徑。板牙按外形和用途分為圓板牙、方板牙、六角板牙和管形板牙（見圖 板牙的類型）。為獲得理想的組織與性能，保證零件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點、要求和技術(shù)條件入手，認真分析產(chǎn)品在使用過程中的受力狀況和可能的失效形式，正確選材，再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)場條件，熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟性，質(zhì)量穩(wěn)定性和便于管理方面，降低成本等因素，確定出一種最佳方案?，F(xiàn)在工業(yè)的迅速發(fā)展對機械零部件，工模具等提出的要求愈來愈高?！　崽幚砉に囋O(shè)計是整個機械加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它與工件設(shè)計及其它加工工藝之間存在密切關(guān)系。為滿足這一點，一般可以采取兩種方法：研制新材料和對金屬材料進行熱處理。山西機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書材料工程系 金屬材料與熱處理技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 板牙熱處理工藝設(shè)計低合金刃具鋼 班級：材料0907學生姓名徐建飛 學號29210220 指導教師孫佳佳 2012 年 4月 15 日前言　　在當今社會生產(chǎn)中，金屬材料的應(yīng)用是十分廣泛的，尤其是鋼鐵材料，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、建筑以及國防等各方面都離不開它。隨著現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)以及科學技術(shù)的發(fā)展，人們對金屬材料的性能要求越來越高。熱處理是一種綜合工藝，熱處理工藝就是研制這種綜合工藝的原理及規(guī)律一門學科。如何實現(xiàn)工件設(shè)計時提出的幾何形狀和加工精度，滿足設(shè)計時所需的各種性能指標，熱處理工藝制定的合理與否，有著至關(guān)重要的作用。熱處理不僅對鍛造機械加工的順序進行和保證加工效果起者重要作用，而且在改善或消除加工后的缺陷，提高工件使用壽命的方面起著重要作用。 目錄……………………………………………………………………4……………………………………………………………………4……………………………………………………4………………………………………………5………………………………………………維護………………………………………………7………………………………………………8 疲勞斷裂的分析………………………………………………8 磨損失效的分析………………………………………………8 變形失效的分析………………………………………………9………………………………………………10 鋼的化學成分……………………………………………10……………………………………………10………………………………………………11………………………………………………11……………………………………………11………………………………………………11………………………………………………12………………………………………………13………………………………………………13………………………………………………15………………………………………………1內(nèi)容和要求………………………………………………18………………………………………………194 總 結(jié)………………………………………………205參考文獻………………………………………………21第1章板牙及其分類及其使用方法注意事項和維護.板牙相當于一個具有很高硬度的螺母，螺孔周圍制有幾個排屑 板牙孔，一般在螺孔的兩端磨有切削錐 。其中以圓板牙應(yīng)用最廣，規(guī)格范圍為M 0 .25 ～M68毫米。板牙可裝在板牙扳手中用手工加工螺紋，也可裝在板牙架中在機床上使用。 　　板牙按外形和用途分為圓板牙、方板牙(四方板牙)、六方板牙(六角板牙)、管 板牙,～、六方板牙國家均有國標,但五金市場上一般只能買到圓板牙,很難買到六方板牙,(圖1)沒有國標,生產(chǎn)廠家更少,四方板牙在維修和安裝機器設(shè)備中,卻非常有用. 按板牙材料分類有: 工具鋼板牙(用于鍍鋅管,無縫鋼管,圓鋼筋,銅材,鋁材等加工絲口用) 　　高速鋼板牙(用于不銹鋼管,不銹鋼圓幫加工絲口用) 　　還有就是根據(jù)特殊套絲機型分類有: 　　50A型板牙 / 100A型板牙 / MCC套絲機板牙 / REX套絲機板牙 / Q74板牙 /114R板牙 / 青羊板牙 　　 按板牙材料分類有: 工具鋼板牙(用于鍍鋅管,無縫鋼管,圓鋼筋,銅材,鋁材等加工絲口用) 高速鋼板牙(用于不銹鋼管,不銹鋼圓幫加工絲口用) 英制板牙（BSPT)板牙的牙角度為55度 美制板牙（NPT）板牙的牙角度為60度　 　　用圓片板牙加工螺紋時，呈半切削半擠壓狀態(tài)?？紤]到板牙切削出的螺釘與螺孔配合時應(yīng)有一定的間隙，并考慮到磨損量，故設(shè)計板牙時，應(yīng)使內(nèi)徑和中徑小于螺紋內(nèi)徑、中徑的標稱尺寸。．，= ，=，板牙的中徑應(yīng)為D板中m．x= ，—．在實際生產(chǎn)中，板牙由于中徑磨損造成報廢的情況很少，所以在設(shè)計時對中徑的磨損量可考慮得小些。螺紋的外徑是通過切削時金屬在板牙的擠壓作用下塑性變形而得到。一般外徑要加大0 02^． 　　先在螺栓坯料的端部加工出 45 度的倒角，以防止在板牙的導向刃上產(chǎn) 板牙生突然加載現(xiàn)象。 　　盡可能減小螺栓坯料的直徑，即確保與螺栓大徑有關(guān)的公差靠近下限，這樣可把攻絲時產(chǎn)生的切削力降至最低。 　　采用正確的冷卻液，并把足量的冷卻液對準切削加工區(qū)域。均勻地轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘，可把開口板牙閉合大約 mm。 、維護 　　1）搬運注意項目：將板牙頭在套絲位置鎖定，使板牙完全伸開，將倒角刀在倒角位置鎖定，之后方能可靠搬運。（這樣的好處就是套絲機工作時，切削油不會往管子內(nèi)壁滲）。第2章板牙的服役條件及可能的失效形式 疲勞斷裂的分析疲勞斷裂是機械零件在循環(huán)應(yīng)力作用下，將會出現(xiàn)的疲勞斷裂。針對疲勞斷裂的特點，可以采用各種強化方法來提高零件的抗疲勞能力。主要有磨粒磨損和黏著磨損。常見的磨粒磨損有：與切削、磨削加工類似的和有高強度、高硬度的磨粒進入兩個接觸面間的溝槽?！　√岣吣湍バ?，一是要材料有高硬度，若材料中存在耐磨硬顆粒，更有利。 變形失效的分析 變形失效主要有彈性和塑性變形失效。主要是指失去彈性的能力，屬于功能失效。 塑性變形失效是零件因過量塑性變形產(chǎn)生的失效，主要由于應(yīng)力過大造成的。在設(shè)計裝配使用正常情況下，應(yīng)考慮選用高屈服強度材料。由于鎢形成碳化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼和9SiCr鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。所以由CrWMn鋼制成的刃具，崩刃現(xiàn)象較少，并能較好地保持刀刃形狀和尺寸。這種鋼用來制造在工作時切削刃口不劇烈變熱的工具和淬火時要求不變形的量具和刃具，例如制作刀、長絲錐、長鉸刀、專用銑刀、板牙和其他類型的專用工具，以及切削軟的非金屬材料的刀具。用CrWMn鋼制造，其工序為：熱扎鋼下料—→預(yù)先熱處理—→球化退火—→粗加工—→淬火—→低溫回火—→精加工—→精磨　　硬度：退火，255～207HB，～；淬火，≥62HRC 　　熱處理規(guī)范及金相組織： 　　熱處理規(guī)范：淬火,800～830℃油冷。 ~；106Ω 　　表2132 CrWMn鋼的臨界溫度 　　 臨界點AclAcmArl溫度（近似值）/℃750940710 　　CrWMn鋼的熱加工工藝示于表2133。 　　CrWMn鋼的有關(guān)預(yù)先熱處理曲線示于圖2131~圖2135，退火前后的相成分、硬度和顯微組織示于表2134，需要說明的是：（1）退火加熱保溫時間在全部爐料加熱到退火溫度后為1~2h，冷卻；等溫保溫為3~4h；（2）高溫回火用于消除冷變形加工硬化（如稱為再結(jié)晶退火）；消除熱處理前的切削加工內(nèi)應(yīng)力。 　　 圖2131 鍛壓后退火 圖2132 鍛壓后等溫退火鍛造后球化退火的目的主要是降低硬度，改善切削性能，為最終熱處理作組織準備。要注意的是球化退火前的組織要求是細片狀珠光體，不允許有嚴重的網(wǎng)狀碳化物，否則應(yīng)在球化退火前安排正火處理。 淬火工藝等溫淬火可使讓應(yīng)力和組織應(yīng)力減至最小工具的變形，所以對板牙這類變形要求較高的工件，宜采用等溫淬火工藝。淬火加熱溫度的確定，除了考慮控制未溶碳化物數(shù)量外，還應(yīng)考慮原材料的球化級別、工具尺寸等因素。M10的圓板牙，采用850—860℃。 等溫淬火后的金相組織為：馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體+碳化物由于Si、Cr元素的作用，提高了鋼的回火穩(wěn)定性，因此可在190200℃回火。經(jīng)過回火后的金相組織為：回火馬氏體+下貝氏體殘余奧氏體+碳化物。 CrWMn鋼退火組織圖CrWMn鋼淬火組織CrWMn鋼淬火組織加熱:840℃冷卻:冷油CrWMn鋼回火組織圖CrWMn鋼的球化退火以下4圖是CrWMn鋼熱處理后的缺陷圖、內(nèi)容和要求檢驗項目檢驗內(nèi)容及要求原材料質(zhì)量用試樣檢查 化學成分、低倍組織、晶粒度、淬透性、帶狀組織毛坯力學性能用試樣檢查、檢查布氏硬度，按圖樣檢查243。合金鋼為過共析+共析層應(yīng)占總深度的50%~70%表面硬度心部硬度組織按圖樣要求，為54~58HRC按圖樣要求,為34~40 HRC心部組織 為板條馬氏體+少量鐵素體表面裂紋不許有裂紋，100%磁粉探傷，批量件》5件可抽取缺陷名稱產(chǎn)生原因防止措施毛坯硬度偏高