【正文】 .................................................................................8 結(jié)束語 ............................................................................................................................9 熱處理工藝卡片 ..........................................................................................................10 汽車曲軸正時(shí)齒輪的熱處理缺陷及預(yù)防或補(bǔ)救措施 ..............................................10 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................................................................19 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 20CrMnTi 制造汽車曲軸正時(shí)齒輪熱處理工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 20CrMnTi 鋼是一種低碳鋼材料，它的延展性、可塑性都是比較好的，由于它的含碳量低 (在 %之間 )所以，硬度比較低。由于汽車曲軸齒輪是屬于閉式齒輪，那么它的 主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。因此，一般應(yīng)首先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件，計(jì)算齒輪的分度圓直徑及其主要幾何參數(shù)（如中心距、齒寬等），然后再對其輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 在對 20CrMnTi 鋼 進(jìn)行熱處理時(shí)，即去應(yīng)力退火，淬火和高溫回火時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照卡片所列出的時(shí)間進(jìn)行保溫以及其它操作的要求。而且20CrMnTi 鋼 的硬度不怎么高，雖然通過熱處理改善其性能，但終究是有限的，因此在使用中需注意不要超過最大荷載，以免損傷齒輪。 齒面點(diǎn)蝕。 輪齒折斷 。輪齒受力后 ,在齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大 ,且在齒根過渡圓角處有應(yīng)力集中。 性能要求 ○ 1 汽車曲軸正時(shí)齒輪疲勞耐久性試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間長、試驗(yàn)效果明顯是其主要特點(diǎn)。 ○ 2 汽車曲軸正時(shí)齒輪同步器性能試驗(yàn)。 ○ 3 汽車曲軸正時(shí)齒輪靜扭強(qiáng)度試驗(yàn)。分析記錄數(shù)據(jù)的變化規(guī)律 , 判斷曲軸齒輪的靜態(tài)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度性能。 汽車曲軸正時(shí)齒輪潤滑性能和溫升試驗(yàn)。由于是空載下 運(yùn)行 , 汽車發(fā)動機(jī)輸入功率小、消耗功率少 , 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長 , 故不損壞曲軸齒輪。 20CrMnTi 鋼其塑性、韌性高，但強(qiáng)度、硬度較低，鍛造、焊接和冷沖壓性能良好，冷變形塑性高，但切削加 變形小 。 20CrMnTi 鋼 力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)： ≥1085， 屈服強(qiáng)度 σs (MPa)： ≥850， 伸長率 δ5/（ %）： ≥10， 斷面收縮率 ψ/（ %）： ≥45。汽車上多用其制造傳動齒輪，是中淬透性滲碳鋼中 Cr Mn Ti 鋼，其淬透性較高，在保證淬透情況下，具有較高的強(qiáng)度和韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性。良好的加工性，加工變微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。用于制造截面 30mm 的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)說明 6 4 設(shè)計(jì)說明 加工工藝流程 20CrMnTi 鋼制造汽車曲軸齒輪熱處理工藝設(shè)計(jì) 的熱加工工藝流程經(jīng)過許多次改進(jìn)形成如下的工藝流程 : 下料 → 鍛造 →預(yù)備熱處理 (完全 退火 )→ 機(jī)械加工→滲碳→ 淬火 +低溫 回火 → 平磨 → 組裝。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。 Si 能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度。 硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。 20CrMnTi 鋼的熱處理工藝分析： ①由于 20CrMnTi 鋼的含碳量較低，對于齒輪這種要求剛強(qiáng)度和 高耐磨的特性，那么 20CrMnTi 鋼的最重要的就是提高其硬度和耐磨性。 ③滲碳是通過對其表面更加的硬度能夠更大程度的提升，保證質(zhì)量。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)說明 7 預(yù)備熱處理工藝 退火是將偏離平衡狀 態(tài)的金屬坯料或零件加熱至較高溫度，保持一定的時(shí)間后通常以相當(dāng)緩慢的速度冷卻，以得到接近于平衡狀態(tài)組織的各種工藝方法。 b 消除因鑄、鍛、焊引起的組織缺陷。 d 細(xì)化晶粒，均勻組織，為后續(xù)熱處理做組織準(zhǔn)備。 Ac3 Ac1 圖 A鋼完全退火工藝曲線 加熱溫度： Ac3843℃ ；加熱速度：小于 200℃ /h；保溫時(shí)間： 2min/mm[8] 上進(jìn)行加工。 滲碳的目的在于使工件在繼續(xù)經(jīng)過相應(yīng)熱處理后表面具有高硬度和耐磨性，而心部任保持一定的強(qiáng)度和較高的任性。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 設(shè)計(jì)說明 9 淬火 +低溫回火熱處理工藝 ①淬火 淬火是將鋼加熱至臨界溫度點(diǎn) Ac3或 Ac1以上一定的度，保溫后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝叫做淬火 。 鋼的理想淬火冷卻曲線如圖 [7]所示 Ac3 Ac1 A A→P A→ B Ms 圖 ②低溫回火 回火是將淬火鋼加熱 到 A1以下某一溫度，經(jīng)過保溫，然后以一定的冷卻方法冷至室溫的熱處理操作。工件淬火后存在著很大的內(nèi)應(yīng)力和脆性，若不及時(shí)回火，零件會產(chǎn)生變形或開裂。工件淬火后，硬度高，脆性大，為了了獲得對工件要求的性能，可以用回火溫度調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需要的塑性、強(qiáng)度和硬度。淬火后的組織是馬氏體和殘余奧氏體，這兩種組織都是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地逐漸地發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，因而引起工件尺寸和形狀的改變。達(dá)到 較穩(wěn)定狀態(tài)，以便在以后的使用過程中不發(fā)生變形 [8]。 表 20CrMnTi 回火規(guī)范表 方案 淬火溫度 /℃ 回 火 用 途 加熱溫度 /℃ 介質(zhì) 硬度 HRC Ⅰ Ⅱ Ⅲ 820~850 消除應(yīng)力 去除應(yīng)力，降低硬