金屬熱處理課程設(shè)計(jì)-提動(dòng)閥座課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-11-05 15:08本頁(yè)面
【正文】 藝。它 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)鑄造鑄出毛坯，通過(guò)機(jī)加工使其成型；之后進(jìn)行去應(yīng)力退火，消除殘余內(nèi)應(yīng)力。 可采用的工藝流程： 提動(dòng)閥座 的整體加工工藝流程： 下料鍛造 → 預(yù)備熱處理 →一次機(jī)加工（粗加工） →調(diào)制→ 二次機(jī)加工（精加工）→氮碳共滲。 其 內(nèi)應(yīng)力主要產(chǎn)生在有塑性到彈性變形的過(guò)渡階段 。消除內(nèi)應(yīng)力的退火應(yīng)該是將粗加工后鑄件緩慢加熱到高于塑性變形的溫度范圍內(nèi)，然后保溫，使鑄件各部 分組織均勻，內(nèi)應(yīng)力減小。 調(diào)制工藝 調(diào)制處理 是使機(jī)械零件達(dá)到設(shè)計(jì)性能要求的關(guān)鍵。 調(diào)制鋼熱處理的第一步工序是淬火，一般合金調(diào)制鋼都在油中淬火。 該提動(dòng)閥座應(yīng)加熱到 (850177。 10）℃，保溫 1h 進(jìn)行回火。在實(shí)際生產(chǎn)中，熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切削或切割、焊接、熱處理甚至機(jī)器零部件的裝配，在不改變組織狀態(tài) 、保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，將工件加熱至 Ac1 一下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力，減小變形以及開(kāi)裂傾向的熱處理，統(tǒng)稱為去應(yīng)力退火。 （ 1）退火溫度，選用 680～ 700℃，退火溫度是將工件加熱到 Ac1以下 30～50℃ ， 42CrMo 臨界溫度點(diǎn)為 730℃，一般采用熱爐裝料，加熱過(guò)程中工件內(nèi)溫差較大，為了縮短工件在高溫時(shí)的停留時(shí)間，一般加熱溫度稍高。 主軸的直徑為 13mm，考慮加工余量 5mm，因而其有效厚度為 20mm，保溫時(shí)間為 左右。 （ 2）淬火加熱時(shí)間， 應(yīng)包括工件整個(gè)截面加熱到預(yù)定淬火溫度，并使之在該溫度下完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需的時(shí)間。 k 對(duì)于管型工件的有效厚度，當(dāng)高度 /壁厚≧ 時(shí)，可按 壁厚計(jì)算，圖中最大壁厚為 16mm， 考慮到圓錐部位的壁厚稍大一些，因而取最大壁厚為 20mm。 表 3 常用鋼的 加熱 系數(shù)（ min/mm） [2] 工件材料 直徑 /mm 600℃ 氣體介 質(zhì)爐中預(yù)熱 750850℃ 鹽浴爐 中加熱或預(yù)熱 800900℃ 氣體 介質(zhì)爐中加熱 11001300℃ 鹽 浴爐中加熱 碳素 鋼 ≤50 50 低合金鋼 ≤50 50 高合金鋼 高速鋼 工件裝爐方式 修正系數(shù) K 工件裝爐方式 修正系數(shù) K 0 . 5 d 2 d 1 d 表 4 工件裝爐修正系數(shù) [5] 2 d （ 3） 冷卻方法的選擇， 考慮到所給主軸的形狀復(fù)雜，尺寸較大，淬火過(guò)程易發(fā)生形變或開(kāi)裂，我選用中斷淬火法。這樣既保證了獲得較高的硬度層和淬硬層深度又可減少內(nèi)應(yīng)力及防止發(fā)生變形或開(kāi)裂。 由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止，在水中 30S 取出 可 放入油中油 冷。靜止的冷 卻介質(zhì)加上靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開(kāi)裂。 10）℃。由于工件的有效厚度是 50mm，二十個(gè)工件同時(shí)加熱，我選擇保溫時(shí)間為 1～ 2h。金屬表面化學(xué)熱處理是利用元素的擴(kuò)散性能，使合金元素滲入金屬表層的一種熱處理技術(shù)。 滲氮工藝特點(diǎn)：可以使金屬表面硬度達(dá)到 950～ 1200HV，使工件具有極高的耐磨性；可以使表面產(chǎn)生很大的殘余壓應(yīng)力，從而提高疲勞強(qiáng)度；此外還可以提高工件的耐蝕性能。 滲碳工藝特點(diǎn)：滲碳也可以使工件表面獲得高硬度、耐磨性、耐侵蝕磨損性及接觸疲勞強(qiáng)度等，但其也存在許多不足：①工藝過(guò)程繁瑣，滲碳后還要進(jìn)行淬火加回火處理，工件變形大，一般不用于高幾何尺寸精度要求的零件的處理；②與高頻淬火相比，生產(chǎn)成本高；滲碳層硬度和耐磨性不如滲氮層好。但也有其不足，滲后需進(jìn)行滲后處理，滲后直接淬火或滲后淬火加回火，雖然變形小，但也要產(chǎn)生變形。其有很多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍較廣：①氮碳共滲層有優(yōu)良的性能，滲層硬度高，脆性低，有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性能、 抗咬合性、熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性；②工藝溫度低，且不淬火，工件變形??；③處理時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性好；設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易掌握。 通過(guò)比較以上四種工藝的特點(diǎn)，結(jié)合 提動(dòng)閥座 性能要求，經(jīng)濟(jì)性，我們選用氮碳共滲工藝。鹽浴氮碳共滲是最早采用的氮碳共滲方式，按鹽浴中 CN含量可將氮碳共滲分為低氰、中氰和高氰型。低氰鹽浴與氧化配合，排放的廢氣、廢水、廢鹽中 CN量應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。相比氣體氮碳共滲與固體氮碳共滲，鹽浴氮碳共滲具有提高耐磨性、抗疲勞性和耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)過(guò)鹽浴氮碳共滲后，工件尺寸及精度變化極小，對(duì)工件的安裝、使用等影響甚微。由于尿素型原料無(wú)毒，液體流動(dòng)性能很好，滲入速度快，低成本等優(yōu)點(diǎn)，鹽浴類型可選尿素型。但在共滲 之前還需進(jìn)行以下操作：（ 1）表面處理：清理表面，徹底去除表面油污及鐵銹；（ 2）預(yù)熱：進(jìn)行氮碳共滲前將工件在電爐中預(yù)熱至 400℃～500℃，以防止工件放入坩堝中使鹽浴溫度降低過(guò)多。 10）℃，在此溫度下可獲得足夠厚的化合物層和較高的硬度。 氮碳共滲冷卻方式的確定 共滲溫度高于共析溫度 565℃，共滲組織會(huì)有 ε 、 r相共存，緩慢冷卻時(shí)發(fā)生 轉(zhuǎn)變，硬度下降，當(dāng)快冷時(shí) ε 相析出 r，同時(shí)共析反應(yīng)受阻生成馬氏體，使硬度提高，所以液體氮碳共滲后一般采用快冷，鑄鐵采用先空冷以使組織均勻，后用水快冷以析出馬氏體。裝爐后先預(yù)熱至 400℃～ 500℃，再加熱至 570℃并保溫，在尿素型鹽浴中進(jìn)行氮碳共滲。 7 熱處理的組織性能分析 去應(yīng)力退火一般 在 Ac1 以下進(jìn)行，組織并未發(fā)生變化， 原始組織， 在緩慢冷卻的過(guò)程中，工件各部分均勻冷卻和收縮，消除了 鑄造和機(jī)加工 的殘余內(nèi)應(yīng)力，并使其穩(wěn)定化， 避免在使用或隨后的加工過(guò)程中產(chǎn)生變形或開(kāi)裂 ，為后續(xù)加工做好準(zhǔn)備。碳滲入后形成的微細(xì)碳化物能促進(jìn)氮的擴(kuò)散，加快高氮化合物的形成，這些高氮化合物反過(guò)來(lái)又能提高碳的溶解度，碳氮原子相互促進(jìn)便加快了滲入速度。碳在氮化物中還能降低脆性。 8
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