【正文】 新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的零件應(yīng)該采用緩冷。 整體中溫回火工藝曲線 粗紗錠桿錠尖感應(yīng)加熱淬火熱處理工藝流程 根據(jù)錠桿零件圖的要求，錠尖的硬度要達(dá)到 6280HRC 的高硬度，通過查閱熱處理手冊(cè)有關(guān)粗紗錠桿的內(nèi)容，可以得到錠桿錠尖的熱處理工藝為 中頻 感應(yīng)加熱淬火 。 10℃ 溫度℃ 空冷 60min 時(shí)間 /min 第 11 頁 共 31 頁 錠尖硬化層深度的確定 零件表面的硬化層深度需根據(jù)零件的服役條件來確定，通過查閱熱處理手冊(cè)（第四版）第一卷表 519下圖 和通過前面對(duì)零件圖的分析，可以知道粗紗錠桿的服役條件既有磨損，又有扭轉(zhuǎn)，根據(jù)粗紗錠桿的 車削后的 直徑 35mm，可以選擇 35*=，可以取表面硬化層為 錠桿感應(yīng)淬火頻率的選擇 電流頻率是感應(yīng)加熱的主要工藝參數(shù)，需根據(jù)要求的硬化層深度來確定，為了挺高生產(chǎn)效率，要求感應(yīng)加熱的熱透入深度大于淬硬層深度，即全部采用電磁感應(yīng)加熱，而不用傳導(dǎo)加熱。圓柱形工件的最佳電流頻率主要根據(jù)要求的淬硬層深度來確定 根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可以得到 ，直徑 35mm 的粗紗錠桿淬硬層最佳淬火頻率為3KHz 第 12 頁 共 31 頁 錠桿感應(yīng)淬火功率的確定 當(dāng)感應(yīng)淬火確定后，感應(yīng)加熱速度取決于工件被加熱面積上的比功率。故應(yīng)該按頻率和要求的加熱深度選擇合理的比功率。如鑄鐵零件等含碳量較高的工件 應(yīng)選用較小的比功率。噴射冷卻和流水式冷卻等快速冷卻方法，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果， 因此被廣泛采用。低合金鋼工件和形狀復(fù)雜的碳鋼工件可以采用聚乙烯醇水溶液等進(jìn)行噴射冷卻。 感應(yīng)加熱淬火工藝曲線 粗紗錠桿錠尖感應(yīng)淬火后 低溫 回火熱處理工藝流程 低溫回火溫度的確定 常用鋼根據(jù)硬度選用回火溫度 鋼 回火溫度 /℃ 溫度/℃ 時(shí)間 /s O 860880℃ 噴水冷卻 13s 第 14 頁 共 31 頁 號(hào) 3540HRC 4045HRC 4550HRC 5055HRC 5560HRC ＞ 60HRC T10 500℃ 450℃ 400℃ 340℃ 260℃ ＜ 200℃ 根據(jù)粗紗錠桿錠尖的硬度要求和表中數(shù)據(jù)對(duì)照，可以得到 T10A 鋼感應(yīng)回火后的溫度可以定為，回火后，錠尖的硬度可以達(dá)到 63HRC 以上，滿足零件圖的6280HRC 的要求 錠尖低溫回火加熱時(shí)間的確定 碳素工具鋼的回火加熱時(shí)間按下式計(jì)算： t=kD 式中 k極熱時(shí)間系數(shù) (S/mm) D有效直徑或厚度 (mm) 表 238 碳素工具鋼低溫回火時(shí)間系數(shù) 要求硬度 HRC 6055 5550 5045 4540 加熱時(shí)間系數(shù) K/(S/mm) 有公式以及錠桿車削后的有效尺寸 35mm，可以算出低溫回火時(shí)間為 1832min 錠尖低溫回火冷卻介質(zhì)和方法的確定 感應(yīng)淬火以后的工件一般采用在空氣中冷卻 錠尖感應(yīng)淬火需要的功率密度 表 545 感應(yīng)加熱回火需要的大約功率密度 頻率 /Hz 輸入 /（ w/mm2） 150425℃ 425705℃ 3000 第 15 頁 共 31 頁 一般來 說次功率密度使用于 1250mm 的工件。 若沿晶界出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物時(shí)，則先進(jìn)行正火處理，正火溫度在 820840℃，主要是消除網(wǎng)狀 碳化物，為后面的球化退火做準(zhǔn)備。正火后錠桿的硬度和耐磨性都會(huì)有提高，但是脆性增大，桿件容易折斷 粗紗錠桿球化退火的組織及性能分析 球化退火得到的是球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時(shí)，奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，冷卻時(shí)工件變形和開裂傾向小。 錠桿整體淬火 和 中溫回火 后的組織及性能分析 溫度/℃ O 150℃ 170℃ 空冷 30min 時(shí)間 /min 第 16 頁 共 31 頁 錠桿淬火后的組織高碳 片狀馬氏體 或下貝氏體和殘余奧氏體 ， 淬火后錠桿的硬度和耐磨性顯著提高，但是錠桿 內(nèi)部 在淬火后容易 產(chǎn)生孿晶和微裂紋， 產(chǎn)生較大的淬火 應(yīng)力大且有較 大 的脆性，變形開裂的 傾向 大 。根據(jù)前面確定的回火溫度，可以得到中溫回火后的組織針狀鐵素體和細(xì)粒狀滲碳體（ FeC）的混合物稱 回火托氏體組織。 錠尖感應(yīng)淬火及低溫回火后的組織和性能分析 錠尖感應(yīng)淬火后的表面硬化層組織為細(xì)小的馬氏體和碳化物，這些細(xì)小的馬氏體彌散分布在錠尖表面硬化層，使錠尖具有較高的耐磨性和硬度，滿足零件圖對(duì)錠桿的硬度要求，錠尖低溫回火后的組織為回火馬氏體，可以使錠桿尖端在保持高硬度的條件下，使脆性有所降低，提高了錠尖的韌性，殘余應(yīng)力有所降低。生產(chǎn)上常用的 加熱設(shè)備有電阻爐、浴爐、氣體滲碳爐、感應(yīng)加熱設(shè)備等。 熱處理設(shè)備的選擇要從 多方面來考慮，包括： 經(jīng)濟(jì)性、可靠性、配套性、安全性、以及工廠的實(shí)際情況等。 由于球化退火是工件需要出爐等溫冷卻，這里選擇臺(tái)車爐，下表是臺(tái)車爐爐型的分類 根據(jù)錠桿的大小以及裝配要求，選擇 RT2— 65— 9標(biāo)準(zhǔn)系列臺(tái)車爐 粗紗錠桿 整體 淬火 和中溫回火 爐 的選擇 第 18 頁 共 31 頁 粗紗錠桿尺寸為Φ 35mm,長(zhǎng)度大概為 1000mm，屬于長(zhǎng)軸類零件且為小批量生產(chǎn)，考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，故選用型號(hào)為 RJ2659 的自然對(duì)流中溫井式電阻爐，爐膛尺寸為 600 1600mm。 適用于 150℃ ～ 900℃ 的 淬 火、 回 火及預(yù)熱等 粗紗錠桿錠尖感應(yīng)淬火加熱機(jī)床的選擇 感應(yīng)淬火機(jī)床按生產(chǎn)方式的分類主要有通用、專用及生產(chǎn)線三大類型。淬火機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)主要有機(jī)架、升降部件、零件轉(zhuǎn)卡及轉(zhuǎn)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、感應(yīng)器位置高度、淬火機(jī)床精度、工藝參數(shù)及程序控制、多工位結(jié)構(gòu)、上下料結(jié)構(gòu)。當(dāng)圓柱工件直徑小于 50mm 時(shí)，間隙取 24mm；當(dāng)圓柱工件直徑在 50150mm 范圍時(shí)，間隙取 35mm，根據(jù)錠桿平均直徑 35mm，可以選擇感應(yīng)器間隙為 3mm，可以得到感應(yīng)線圈的直徑為 35+3=38mm。 熱處理冷卻設(shè)備的選擇 熱處理冷卻設(shè)備應(yīng)能保證工件在冷卻時(shí)具有相應(yīng)的冷卻速度和冷卻溫度。根據(jù)錠桿的長(zhǎng)度，選擇深井式淬火槽 第 20 頁 共 31 頁 9 工裝設(shè)計(jì)（夾具、 吊 具 和清洗設(shè)備 等） 工裝夾具的選擇 熱處理夾具的選擇 原則 熱處理夾具的選擇原則為： ① 符合熱處理技術(shù)條件：保證零件熱處理加熱，冷卻，爐氣成分均勻度，不致使零件在熱處理過程中變形。夾具應(yīng)具有質(zhì)量輕，吸熱量少，熱強(qiáng)度高及使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 臺(tái)車爐 的 墊具 選擇 第 21 頁 共 31 頁 上圖為臺(tái)車爐加熱零件的墊具底盤 井式電阻爐吊具的選擇 清洗設(shè)備的選擇 零件在熱處理前需清除銹斑、油演、污垢、切削冷卻液和研磨劑等，以保證第 22 頁 共 31 頁 不阻礙加熱和冷卻，不影響介質(zhì)和氣氛的純度。熱處理后也常需清洗，以去除零件表面殘油、殘?jiān)吞亢诘雀街?，以保障熱處理零件清潔度、防銹和不影響下道工序 加工等要求。 一般清洗機(jī)常用于清除殘油和殘鹽，可分為間歇式和連續(xù)式兩種。 室式清洗機(jī) 它主要用于批量不大的中小零件。根據(jù)生產(chǎn) 特點(diǎn)，小批量的中小型零件，可以選用 室內(nèi)清洗機(jī)。壓入法硬度試驗(yàn)應(yīng)力狀態(tài)最軟，不論是塑形材料或脆性材料均可采用，可以用來測(cè)定淬火鋼、硬質(zhì)合金甚至玻璃、陶瓷等脆性材料的性能。它以深度值 t表示材料的硬 度指標(biāo)，金屬越硬則壓痕深度 t越??；反之則 t 越大。下表為洛氏硬度的選擇標(biāo)準(zhǔn) 第 23 頁 共 31 頁 通過前面零件圖對(duì)粗紗錠桿的硬度要求，選用標(biāo)尺為 C，壓頭類型為金剛石圓錐的硬度標(biāo)尺。硬化層深度檢測(cè)方法與裝置和硬度檢測(cè)方法與裝置相似，測(cè)定表面硬化層深時(shí)，磁通透入深度至關(guān)重要。 根據(jù)粗紗錠桿的生產(chǎn)情況以及尺寸，選擇 GC1 鋼 件無損檢測(cè)儀，矯頑力法檢測(cè)表面硬化層深度 外觀檢查 感應(yīng)淬火 +低溫回火 一般為 錠桿 的最終熱處理，希望 錠桿 能有良好的外觀質(zhì)量，所以工件表面不應(yīng)有銹蝕斑、腐蝕等缺陷。 感應(yīng)淬火層組織有細(xì)小的馬氏體和碳化物，心部組織為球狀的珠光體 。 3級(jí) 斷續(xù)的碳化物構(gòu)成