40cr機(jī)床齒輪熱處理工藝設(shè)計(已改無錯字)
2023-07-07 19:12:21 本頁面
【正文】 變溫度，對焊接性能有不利影響。在適當(dāng)范圍內(nèi)應(yīng)降低碳含量40Cr的焊接性：結(jié)晶時易偏析，對結(jié)晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高，快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織（馬氏體組織）。過熱區(qū)在冷速較大時，很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區(qū)脆 14 化。焊接工藝要點(diǎn)：一般在退火（正火）狀態(tài)下進(jìn)行焊接。焊接方法不受限制用較大線能量，適當(dāng)提高預(yù)熱溫度，一般預(yù)熱溫度及層間溫度可控制在250～300℃之間。 焊接材料應(yīng)保證熔敷金屬的成分與母材基本相同，如J107－Cr焊后應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。若及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理有困難，可進(jìn)行中間退火或在高于預(yù)熱的溫度下保溫一段時間，以排除擴(kuò)散氫并軟化組織。 對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊縫較多的產(chǎn)品，可在焊完一定數(shù)量的焊縫后，進(jìn)行一次中間退火。三、齒輪生產(chǎn)工藝線路及分析 1 齒輪軸材料的選擇齒輪是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動零件。齒輪傳動通過輪齒互相嚙合來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并可以改變運(yùn)動的形式和速度。齒輪傳動使用范圍廣，傳動比恒定，效率較高，使用壽命長。齒輪軸材料的選用根據(jù)齒輪軸的工作條件，要求以及性能來確定。主要是工作時載荷的大小,轉(zhuǎn)速的高低及齒輪的精度要求來確定的。載荷大小主要是指齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩的大小,通常以齒面上單位壓應(yīng)力作為衡量標(biāo)志。一般分為:輕載荷、中載荷、重載荷和超重載荷。 在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。如果齒輪材料選擇不當(dāng)，則會出現(xiàn)零件的過早損傷，甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項(xiàng)十分重要的工作。滿足材料的機(jī)械性能材料的機(jī)械性能包括強(qiáng)度、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的特性。齒輪在嚙合時齒面接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有最大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對滑動，會產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。例如，在確定大、小齒輪硬度時應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高3050HBS，這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。另一方面，根據(jù)材料的使用性能確定了材料牌號后。要明確材料的機(jī)械性能或材料硬度，然后我們可以通過不同的熱處理工藝達(dá)到所要求的硬度范圍，從而賦予材料不同的機(jī)械性能。材料為40Cr合金鋼的齒輪，當(dāng)840860℃油淬， 15 540620℃回火時，調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)2832HRC，可改善組織、提高綜合機(jī)械性能；當(dāng)860880℃油淬，240—280℃回火時，硬度可達(dá)4651HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形?。划?dāng)500560℃氮化處理，硬度可達(dá)5254HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性和抗膠合性能且變形極?。划?dāng)通過電鍍或表面合金化處里后，則可改善齒輪工作表面摩擦性能，提高抗腐蝕性能。滿足材料的工藝性能材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時要對材料的工藝性能加以注意。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機(jī)械性能可以滿足一般工作條件的要求。但強(qiáng)度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來改善材料的工藝性能 2 40Cr熱處理工藝特征介紹2．1 預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)熱加工后，必須經(jīng)過預(yù)備熱處理來降低硬度，便于切削加工，消除熱加工時造成的組織缺陷，細(xì)化晶粒，改善組織，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。對于40Cr鋼而言，可進(jìn)行正火或退火處理。2．2 最終熱處理調(diào)質(zhì)鋼的最終熱處理是淬火加高溫回火。一般可以采用較慢的冷卻速度淬火，可以用油淬以避免熱處理缺陷。當(dāng)強(qiáng)度較高時，采用較低的回火溫度，反之選用較高的回火溫度。淬火工藝的制定：加熱溫度為850，保溫時間：80min；冷卻方式：油冷。低溫回火工藝的制定：低溫回火的溫度為150300，但鋼材的第一類回火脆性溫度在250400，由于40Cr中含有硅、錳、鉻等合金元素，第一類回火脆性溫度將有所增高，所以選用低溫回火溫度為240，保溫時間60min；采用空冷。中溫回火工藝：中溫回火溫度為350500，選用溫度為460，保溫時間為50min，空冷。高溫回火工藝：高溫回火溫度為500650，可選用加熱溫度為620，保溫時間為60，空冷。 40Cr淬火后回火熱處理的洛氏硬度：40Cr 850油淬 620 40Cr 850油淬 460 40Cr 850油淬 240 16 40Cr 鋼的原始組織為球狀珠光體，由于球狀的接觸面積小，同時鉻能阻礙碳的擴(kuò)散，而鉻本身擴(kuò)散速度較慢，因此加熱溫度應(yīng)選擇上
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