目录
1．设计任务书
2. 选材论证说明
3．热处理工艺卡片
3.1工艺卡片
3.2工艺卡片说明
4．设计说明书
4.1.工艺流程
4.2.原材料验收
4.3.热加工工艺
4.4.热处理工艺
4.5校直
4.6.交验
5．工装图
6．技术文件
6.1设备操作规程
6.2 正火、淬火、感应淬火工艺及检验规程
6.3热处理厂的安全卫生要求
7.参考文献
1、材料专业课程设计任务书
班级___ 04320701____ 姓名___杨秋榕___ 时间___2011年1月10日___ 一、给定条件
零件名称： C8480车床主轴材料：__45钢__ 净重_2500Kg 批量：大批量零件简图：
二、技术要求：
热处理态：
轴颈表面硬度： HRC45～50 心部硬度：
变形要求：
组织：其它：
三、设计任务：
1．选材论证，包括材料初选，校核淬透性，确定选材正确性，选择淬火介质，求截面硬度分布曲线；
2．制定工艺流程；
3．编制预备热处理和最终热处理工艺卡片；
4．编制高温电阻炉设备操作规程，正火工艺守则，正火件质量检验规程；5．设计辅助工装一件（A4图纸一张或多张，包括工装材料、结构尺寸等）6．编写设计说明书
2、选材论证说明
2、1 材料选择
主轴是机床的重要零件之一，主要起支承传动件和传递转矩的作用。切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。
与滑动轴承相匹配的轴颈可能发生咬死（又称抱轴），使轴颈工作面咬伤，甚至咬裂，因此在主轴选材和热处理方面，应提高硬度、热硬性、热强度，以增强抗咬死能力。与滚动轴承相配的轴颈虽无磨损，但为改善装配工艺性和保证装配精度也需要一定的硬度。
对主轴用材的合理选择,应遵循下列诸原则:
1) 选材应满足使用性能要求. 这是主轴零件选材的首要原则. 由于机床的主
运动由其提供,主轴工作时的运动精度对工件加工质量将产生直接影响,因此必须保证主轴工作时具有很高的运动精度. 而主轴回转精度除了受主轴原始加工精度和装配精度等静态因素影响外,还受其工作时的受力变形、运动副磨损、冲击载荷、热变形、振动等动态因素的影响. 因此,主轴零件不但应保证很高的原始几何精度,还必须保证其刚度、强度、耐磨性、耐冲击性、热稳定性和抗振性等力学性能,而这些性能与主轴用材有密切关系；
2) 选材应满足加工工艺性要求. 具有很好力学性能的材料不一定具有良好的
加工工艺性,主轴零件由于高几何精度的要求而常采用多次磨削工艺,虽然有些有色金属合金材料具有符合使用要求的力学性能,但磨削工艺性很差,几乎不可能用磨削手段来保证其表面几何质量要求,这些材料自然不适宜用作主轴零件.
3) 选材应满足经济性要求. 如果符合使用要求的材料,其工艺成本、供应难度、
环境损害等资源要素的代价很高,那么这种材料的选用显然是不符合市场经济环境和社会发展要求的. 因此,选材必须满足经济性和社会发展性要求.
4) 选材应满足用材习惯性要求. 在工程实际中,符合使用性、工艺性、经济性
要求的材料往往不是唯一的,这就要考虑用材习惯的问题.
通常，对于要求高强度、硬度和疲劳强度且形状畸变小的主轴，多采用38CrMoAlA钢；受冲击大的常用20Cr、20Mn2B渗碳钢；重载下工作的常用20CrMnTi、12CrNi3A高合金渗碳钢；高精度磨床、镗床主轴采用9Mn2V、GCrl5钢。主轴的载荷情况要求其心部具有较大的韧性和强度，能够承受弯曲、扭转等载荷的作用，而与轴承相配合处有要求具有较高的硬度，需要配合以局部淬火，因此宜采用中碳结构钢。而所需要生产的C8484车床主轴，其工作条件为与滚动轴承配合，承受轻载荷或中等载荷，转速低[PV≤150N?m/(cm2?s)]，精
度要求不很高，承受冲击载荷，但是交变载荷不大。本零件根据其工作受力及性能要求，可选用45、40Cr或42CrMo钢，考虑到原材料成本及加工复杂情况等综合各方面因素，选用45钢锻件毛坯制造即可。
2、2 校核淬硬性
45钢通常经预备热处理正火后，得到铁素体+片状珠光体组织，经调质处理，得到回火索氏体（或回火索氏体+回火托氏体）组织，具有良好的的综合力学性能，广泛应用于各类结构零件。经表面淬火后可得到较高的表面硬度，满足与滑动轴承配合的车床主轴的性能要求。经表面感应加热淬火后，硬度可达HRC 59，经低温回火后硬度可达到HRC45—HRC50，满足使用要求。
3、工艺卡片
热处理工艺卡片
工艺卡片说明：
零件原材料为45钢，通过锻造获得零件毛坯。在进行加工之前要对进厂原材料进行严格的检查，检查合格后方可进厂。由于锻造后零件内部存在较大的锻造内应力和较粗大的组织，因此需要进行预备热处理，消除零件内部的残余应力，并获得均匀细小的组织，同时获得合适的硬度，为后续的机加工作组织准备。
根据45钢的热处理工艺特点，热处理工艺选择正火。通过正火可消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，同时也均匀组织、细化晶粒，以利于切削加工，并为下一步的热处理作组织准备。由于45钢的Ac3为780℃，因此正火温度选择830~880℃。根据材料尺寸及装炉方式，加热与保温时间共11.5小时。冷却方式为出炉空冷。正火工艺完成后需进行检验，保证不产生严重的缺陷且硬度HB225~229易切削。由于零件的质量较大（2.5吨），因此加热设备选用大型的台车式电阻炉。
进入工件的粗加工阶段，应根据零件图纸对毛坯进行机加工，但同时要注意留有一定的加工余量。
由于45钢经调质后即可获得较好的综合性能，因此可选择调质作为主轴的最终热处理。粗加工后需对零件整体作调质热处理，即淬火加高温回火。淬火温度820~860℃，冷却方式为单介质直接冷却，冷却介质为水冷。淬火后进行检验是否存在淬火裂纹等缺陷，硬度也在HRC59.淬火后进行高温回火处理，回火温度为550~600℃，回火后硬度为HRC22-26.
调质完成后需对零件进行精加工。
为保证车床的工作稳定性等，主轴与滑动轴承配合处需要有一定的硬度、耐磨性及尺寸稳定性，因此需要进行局部表面淬火。为提高工作效率使用感应加
热淬火。设备为中频感应加热机。加热方式为连续加热，加热温度为870~900℃。冷却方式为喷水冷却。冷却后为消除内应力，需要进行低温回火，回火温度180~200℃，保温2-2.5小时，空冷，回火设备可用大型硝盐回火炉。
局部表面热处理完成后进行磨削后处理，精磨得到最终所需的零件尺寸即粗糙度等精度要求。
所有工序完成后，必须进行检验。选取每批的10%-20%进行尺寸、组织、硬度、无损探伤裂纹等的检验，只有检验完全合格后方可投入使用。
4、设计说明书
4．1工艺流程
工艺流程：原材料检验 > 下料 > 锻造 > 正火 > 检验 > 粗加工 > 调质（淬火 > 检验 >高温回火）> 半精加工 > 局部感应淬火 > 检验 > 精
加工 > 精磨 > 检验（尺寸与硬度）
4．2原材料检验
原材料的检验包括非金属夹杂物、碳化物偏析、带状组织和裂纹及原材料的化学成分的检验等。
原材料化学成分检验：对原材料的化学成分进行检验，包括常规湿法分析方法、仪器分析方法及火花鉴别方法等。从进厂大批量材料中，选取既有代表
性的材料对其进行化学成分分析，要求其化学成分要严格满足45#钢国家
标准成分范围，如含碳量在42%~48%之间，含硅、锰、磷、硫等百分含量
都需严格控制。
碳化物偏析：采用金相分析方法，取材料截面上具有代表性的区域，制备金相试样，根据国标《钢中非金属夹杂物含量的测定—标准评级图显微检验
法》测定原材料中夹杂物等的含量和分布是否满足要求；
带状组织：在经热加工后的亚显微组织中，铁素体与珠光体沿压延变形方向交替成层分布的组织为带状组织。带状组织使钢材的力学性能呈现各向异
性，即沿着带状纵向的强度高、韧性好，横向的强度低、韧性差。此外，带状组织的工件热处理时易产生畸变，且使得硬度不均匀。根据国标《钢
的显微组织评定方法》，观察带状铁素体的含量，并考虑带状贯穿视场的
程度、连续性和变形铁素体晶粒的多少来确定。
裂纹：检查零件表面是否存在裂纹等缺陷，也可采用无损探伤方法来检验零件内部的裂纹。
4．3热加工工艺分析
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。整个主轴加工的
工艺过程就是以主要表面( 支承轴颈、锥孔) 的粗加工、半精加工和精加工为主, 适当插人其他表面的加工工序而组成的。加工阶段的划分起主导作用的是工件的精度要求。对于一般精度的机床主轴, 精磨是最终机械加工工序。对精密机床的主轴, 还要增加光整加工阶段, 以求获得更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度。
( 1) 粗加工阶段
进行粗加工前对毛坯进行处理: 毛坯备料、锻造和正火。
粗加工：铣端面、钻中心孔和粗车外圆等。这一阶段的主要目的是用大的切削用量切除大部分余量, 把毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸, 只留下少量的加工余量。通过这阶段还可以及时发现锻件裂纹等缺陷, 采取相应措施。
( 2) 半精加工阶段
半精加工前热处理: 对于45 钢一般采用调质处理, 达到22~ 26 HBC。
半精加工：半精车外圆端面和轴肩等。这个阶段的主要目的是: 为精加工做好准备, 尤其为精加工做基面准备。对于一些要求不高的表面, 如大端端面各孔, 在这个阶段加工到图样规定的要求。
( 3) 精加工、精磨阶段：精加工前热处理: 局部中频感应表面淬火。
精加工前各种加工：粗磨定位锥面、粗磨外圆等。精磨外圆等, 从而保证主轴最重要表面的精度。这一阶段的目的是把各表面都加工到图样规定的要求。
4．4热处理工艺分析
4．4．1锻坯正火
正火：由于锻造后零件具有较大的加工应力，通过正火可消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，同时也均匀组织、细化晶粒，以利于切
削加工，并为下一步的热处理作组织准备。
热处理温度：850士10℃；
保温时间：取主轴的平均直径即厚度350mm,保温系数1min/mm，调整系数取2.0，计算的保温时间11.5 h，空冷。
设备：台车式电阻炉，(额定温度950℃)。
检测：硬度≤229 HBS。硬度均匀性、截面硬度的均匀性、硬度分布范围及是否存在过热过烧、软点等缺陷。
操作技巧：多件集中装炉，出炉时工件必须相互间隔20 mm以上空冷，也可用风扇强制冷却，以确保冷却速度≥100℃／h。
4．4．2调质
目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,使钢的强度、塑性和韧性搭配得当，具有良好的综合力学性能。且细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。同时，也使主轴具有良好的综合力学性能，经淬火后高温回火，其硬度可达220一250 HBS，HRC22—HRC26。
热处理工艺：
淬火温度：840±10℃；
保温时间：11．5 h，单介质水冷；
高温回火580±10℃，保温2～2．5 h，空冷。
设备：台车式电阻炉(额定温度950℃)。
检测：硬度220～250 HBS。淬火后要检验是否存在淬火开裂、淬火畸变、硬度分布均匀性以及氧化脱碳、软点、显微组织等。
操作技巧：由于工件尺寸超过45钢淬火水冷的临界尺寸，因此淬火前主轴各部位需经粗加工，留4～5 mm(包括内孔)加工余量进行调质，确保调质层的有效保留。淬火时，为避免较大的残余应力的不均匀，应保证工件垂直进入淬火介质中。调质热处理多件集中装炉时；
校直：由于淬火件存在较大的残余应力等，工件发生变形，需要经过机器校直和时效去应力处理。
4．4．3表面局部感应加热淬火
由于零件与滑动轴承配合，需要有较大的表面硬度来保证工作过程中的尺寸稳定性和耐磨性等要求，需要经过表面淬火处理。由于零件需要大批量生产，而感应加热以其便于实现机械化和自动化的特点，有利于提高生产效率，实现大批量的生产。45钢经过表面淬硬后，硬度可达到HRC59，因此需配合低温回火，获得马氏体组织，回火后零件具有高硬度和高耐磨性，消除淬火应力和脆性，改善零件淬火后的韧性和组织稳定性，以获得满足要求的硬度。经回火后，其硬度应达45～50 HRC。
热处理工艺：
感应加热淬火温度：870—900℃，水喷快冷。
设备：中频感应加热机(额定温度950℃、额定频率2.5KHz)。
淬硬层深：7~10mm
回火：180～200℃，保温2～2．5 h，空冷。
设备：硝盐回火炉(额定温度600℃)。
检测：硬度45～50 HRC。表面是否存在裂纹，表面硬度，表面淬硬层深、显微组织及是否存在畸变等；
操作技巧：采用超过45钢正常淬火温度的900℃进行快速加热，使需淬硬的表
面快速达到淬火温度，进行淬火冷却，可以保证表面的硬度和性能要求，减小热处理变形量。
4.5 校直
4.5.1 常用的校直方法有以下几种：
冷压校直：在室温下冷压零件弯曲的凸点经校正变形。适用于碳钢和合金结构钢。
热压校直：对淬冷到200 ℃左右或淬冷后重新加热的零件可进行热压式的校正。
适用于碳素工具钢、合金工具钢等高硬度零件。
热点校直：用氧—乙炔火焰局部加热后急冷的方法进行校正。适用于高硬度、形状复杂或极易校断的零件。热点的部位留有软点。
锤击校直：用锤敲击零件凹位产生一定的塑性变形，使应力重新分布而得到校正。适用于高硬度、薄型零件或形状复杂的零件。
加压回火校直：装夹加压后在回火中进行校正，适用于摩擦片、碟形弹簧等薄板、薄片类零件。
4.5.2校直后应做回火或时效处理，以去除残余应力。
4.5.3校直设备
采用2.5吨到160吨或500吨的液压校直机。液压校直机的压力应能准确控制，操作方便，使用安全可靠。
4.5.4校直操作
校直前应先将零件表面和两端中心孔清理干净，以便测量。
为防止将零件压伤，支点和加压点应垫铜板；
冷、热校直时，需在零件弯曲的凸点加压，一般要反复加压多次才能校直；
热点校直应选择在零件不太重要的位置进行，要控制好热点温度，减少软点面积，热点后应急冷以增加校直作用，重要件不宜此法校直；
用锤击法校直时零件要先回火，锤击从凹点开始向两相对方向有规则的移动，用力要均匀，不可过大，以防将零件表面击出凹痕。
有不平度要求的薄片类零件，淬火后应清洗干净，装夹压平后进行回火校直，回火后冷至室温才可卸下夹具；
利用零件回火出炉后的余热进行校直效果很好。
4.5.5 清洗
经淬火的零件均需进行清洗以防表面锈蚀。
4．6交验
所有热处理及加工工序完成以后，要经过检验部门严格的检验。检验格后方可投入实际应用。
1）尺寸校核
精确测量零件的各尺寸，是否满足零件图纸标注的尺寸要求。
2）力学性能测试
包括弯曲、扭转、冲击等在内的综合力学性能的测试。
3）硬度试验
包括零件表面的硬度及零件截面的硬度分布曲线、表面淬硬层等的校核。
采用洛氏硬度机对零件截面上的点进行硬度的测量，绘制截面硬度分布曲线，确定淬硬层深，是否满足要求等。
4）无损探伤
采用磁粉探伤方法，测定零件内部是否存在显微裂纹、夹杂等缺陷。
在不损害原有工件状态的情况下，磁粉探伤可发现工件表面及近表面的微小缺陷，如裂纹、折叠缝、夹杂等。
原理：磁化后的铁磁性材料如果在试样的表面或近表面存在某些与磁化方向成一定夹角的缺陷时，则缺陷处会产生漏磁场，这时，把磁粉喷洒在
试样表面，在缺陷处就会形成与缺陷大小和形状相类似的磁痕，通过
观察磁痕即可识别缺陷。
磁粉探伤的基本工序：
a)预处理：用溶剂等把零件表面上的多种有碍于缺陷显示的杂物去掉，以获
得良好的缺陷显示表面。
b)磁化：根据需要选择最佳的的磁化方法与磁化强度以获得足够的检测灵敏
度。
c)施加磁粉：选择连续磁化法或剩磁法，对工件进行探伤作业。
d)磁粉痕迹的观察与判断：一般有两种方法，一种是凭经验，一种是借助于
照片对比或用其他检验手段复验。
e)后期处理：探伤结束后需进行退磁，对工件表面残留的磁粉或悬液需进行
清洗。
5 工装图
由于零件尺寸较大，质量较重，人工搬运困难，因此需要借助机械装置来进行零件的搬运等。设计的工零件为圆钢吊具。使用两个圆钢吊具来实现车床主轴在加工和热处理过程中的搬运。材料310S-20Cr25Ni20耐高温不锈钢，耐热温度1150℃，在900℃条件下的断裂应力值为15Mpa。根据零件的尺寸、重量、形状等设计的圆钢吊具如图所示。
6技术文件
6.1热处理设备及操作规程
由于所需生产的为大批量尺寸加大的车床主轴，因此宜采用易实现批量生产且易实现零件的入炉出炉工序的台车式电阻炉。
综合工艺的安全性、先进性、经济性等方面考虑，本次热处理采用大型中温台车式电阻炉。
热处理设备：台车式电阻炉
6.1.1台车式电阻炉简介
台车式电阻炉主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢等淬火、退火、时效以及各种机械零件热处理之用。
大型台车炉台车：台车由车架、车围、台车炉衬、防氧化皮板、台车行走机构、车轮、电源软拖链等组成。车架是由型钢焊接制成的车樑及底盘。车围是采用型钢制成的台车周边围档，并在其内以钢板铺焊。台车炉衬是在车围内砌筑耐火保温砖，并按最大装炉量考虑承重砖的承载，台车炉衬砌有电阻带搁丝砖。大型台车炉炉底电阻带与材质选用与炉体侧部电阻带一致。防氧化皮板采用Cr25Ni20Si2耐热钢板制造，分若干块组合（工件不与其接触）。台车行走机构是通过在台车前端安装的制动电机、减速机，以链条传动带动台车行走轮，电源线采用软链型式，可能随台车运动同步收放。大型台车炉台车运行设有限位及保护装置。共设有8个走轮，其中前6个均有动力。
台车炉由炉体和电控两部分组成。炉体部分主要包括炉壳、炉衬、加热元件、炉门及台车。炉壳由钢板与型钢焊接而成，炉衬采用节能型超轻质耐火砖、硅酸铝纤维与优质保温材料组成复合炉衬。加热元件用高合金电阻丝绕制成螺旋状放置于炉衬和台车搁砖上；台车可以来回移动，便于装卸料，其与炉壳间采用新颖自动密封，改状善了密封性能；炉门的升降与台车的进出均采用电动减速机构带动，炉底板为耐热铸钢件，并可选配台车倾斜卸料机构。
电炉外壳有钢板和型钢焊接而成，炉体底部与台车轻轨连为一体，用户不需要基础安装，只须放于平整的水泥地面即可使用。
加热元件采用高温电阻合金丝绕制成带状和螺旋状，分别吊挂在炉侧、炉
门、后墙及安放台车搁丝砖上，并用高铝瓷钉固定，安全简洁。
台车上按装有耐压抗高温的铸钢炉底板，以承载工件之用。为了防止工件加热后产生的氧化皮通过炉底板间的缝隙落入加热元件周围而造成加热元件损坏，因此炉底板与炉体接触处采用插入式接触。为保证正常使用，需要经常吹扫台车炉底板下方的氧化皮，一般每周吹扫一次，吹扫时将炉底板吊起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，注意防止氧化皮卡在炉丝内引起短路。
炉门装置由炉门、炉门提升机构和炉门压紧装置组成。炉门壳体由型钢与板材焊接而成牢固框架结构，内用耐火纤维压制模块叠铺而成，要求保温性能好，重量轻等。炉门的提升装置采用电动装置，主要由炉门架、炉门提升横梁、减速器、链轮、传动轴和轴承等部分组成，炉门升降通过减速器上正反传动来带动炉门的升降。炉门提升减速器还配有刹车装置，可以有效防止炉门在升降过程中产生位移。炉门压紧装置采用国内先进的弹簧式压紧结构，当炉子需要提升时，炉门的自重通过杠杆将炉门自动松开，并水平移出一段距离后上升，当炉门下降到位，炉门放下到台车上的滑轮上面需压紧时，由弹簧的弹力再通过杠杆将炉门水平移进到压紧密封状态，此种结构的压紧装置使炉门上的纤维平面与炉口棉之间无摩擦产生，具有安全性能好、使用使命长的特点。
台车框架采用型钢焊接成形，其钢性保证在满负荷下不变形。内用耐火砖砌筑，易碰撞部位和承重部位用重质砖砌筑，增强炉衬结构强度，台车的行走采用自行式结构，由减速机传动链轮带动走轮在轨道上行走。台车密封采用自动迷宫式结构和软接触双密封，台车进入炉内通过凸轮及滚轮斜面作用，自动升起后进行密封。台车开出，该密封槽自动落下，密封槽内密封砂经加满后即不必经常添加。台车开出，炉门升降均为电动控制，配有电磁制动器，可防止惯性撞击炉体，并且连锁控制，即稍打开炉门后，自动切断加热元件，同时恢复台车行走机构电源。炉门关闭到位后，自动切断台车行走机构电源，同时恢复加热元件电源。
为了缩短冷却工艺时间，台车式电阻炉炉顶可设有加快冷却用排气装置。该装置加热时关闭，冷却到一定温度打开、关闭打开操作由操作人员在炉子一侧通过手动机构或自动控制来完成。
电控部分主要包括温控、操作两部分。
温控采用国产数显表交流接触器实行普通位式控制，另配记录仪记录完整工艺曲线，并可超温报警；
操作采用按扭加灯光显示，实现对台车进出、加热元件通断及炉门升降等动作的控制，并设有连锁装置，当炉门升高工或关闭至一定位置时台车可进行
动作，安全可靠。电阻炉的使用可实现机械化和自动化操作，安全简便。
操作规程：将电阻炉的台车向外拉出，使用圆钢吊具将零件放置在台车上，按一定方式摆放整齐，然后将台车推进电阻炉内，升温加热、保温。
大型台车式电阻炉的特点：
1）.台车行走及炉门升降均为电动、劳动强度小；
2）.炉衬采用新型复合炉衬，积蓄热少，加热均匀，与老产品相比，节能在 20 ％以上；
3）.大型中温台车炉在炉门及后墙设置电热元件，炉温均匀性优于国际达军标、航标的规定值；
4）.炉门与面板间采用特种密封结构、热损失及气氛损失少，炉气稳定；
5）.可根据用户不同要求，增加循环风机及导风系统；
6）.台车可做成液压或机械倾斜式，操作方便；
7）.大型中温台车炉采用特制的高温高电阻电热合金做加热元件，使用寿命长；8）.台车与炉体自动密封装置新颖、设计合理、实用、安全；
9）.大型中温台车炉采用有效地密封措施和少氧化装置及抗渗防脆电热元件，可确保达到少氧化目的。
根据实际的生产要求，设计大型中温台车式电阻炉，尺寸3500mm×1600mm×950mm,功率320KW，最高温度950℃，空炉升温时间2.5小时，装载量15吨。
6.1.2台车式电阻炉使用注意事项
1）操作人员要求
○1熟悉台车式电阻炉及其辅助设备的结构和性能；
○2熟悉配电系统、操作系统的布置及安全安装的位置等；
○3操作工艺和安全操作规程。
2）台车式电阻炉操作维修注意事项
○1带有腐蚀性、挥发性、爆炸性气体的工件严禁进入炉体加工，以免影响加热元件和耐火材料使用寿命及引起爆炸等事故。
○2台车式电阻炉不得超温运行，否则会缩短设备的使用寿命。
○3氧化皮太多的工件进炉前需清除，可用钢丝刷刷下。
○4工件均匀堆放，离加热元件应在100-150mm左右。
○5严禁野蛮操作，工件应轻放，避免冲击。
○6台车式电阻炉使用时操作人员不得擅自离开岗位，必须随时注意电炉的工作状况是否正常。
○7台车式电阻炉在进行装卸工件时，必须先切断加热元件电源，以保证操作人
员的安全。
○8炉膛的氧化物（包括电炉丝下）应经常清理，至少每周一次或五炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。
○9电阻丝如经使用后，就不得碰撞拗折，以免断裂。
○10操作人员在维修之前必须了解台车炉的以下几点：
台车式电阻炉及其辅助设备的结构和性能；
配电系统、控制系统的布置及安全装置的位置等；
操作工艺和安全操作规程。
○11准备工作检查：
检查设备的电源是否正常，是否有断相、短路或裸线等情况；
检查接地装置接线处的接触是否良好；
检查加热元件是否有损坏的地方，各连接处的接触是否良好，有否与炉体及罩壳相接触的地方；
检查温控系统是否有不正常的现象；
检查炉门升降、台车进出运行是否正常；
○12注意事项：
台车式电阻炉电动机需定期检查，添加润滑油等，注意使用安全；
传动轴套处必须经常检查添加润滑油，以防因缺油而损伤轴套；
定期检查加热原件的使用情况；
定期校正仪表、热电偶的使用情况，防因仪表、热电偶的误差造成测温不正确。
6.2 钢的正火、淬火、感应淬火工艺及检验规程
6.2.1钢的正火
将钢件加热到Ac 3 (或Ac cm)以上30～50℃，保温适当时间后；在静止空气中冷却的热处理工艺称为钢的正火。
1）目的：细化晶粒，均匀组织，调整硬度等，使锻件晶粒细化，并消除内应力，改善后序的切削加工性。作为材料的预备热处理，为零件的最终热处理做组织准备。
2）组织：亚共析钢得到铁素体+片状珠光体。
3）工艺：正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。
4）应用范围：
○1改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素钢和低合金钢，退火后硬度较低，切削加工时易于“粘刀”，通过正火处理，可以减少自由铁素体，获得细片状珠光体，使硬度提高，可以改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。
○2消除热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。
○3消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以消除网状碳化物。
○4提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的最终热处理。
5)正火件的前处理
○1工件处理的状态记录：材料试验数据（牌号、化学成分、炼钢炉号、硬度即其他力学性能和金相组织等）、毛坯的制造方法（锻造）、处理前的加工方法、处理前的热处理状态、校正及其程度等；
○2工件的外观、形状及尺寸的记录：外观（如裂纹、划痕、锈蚀、黑皮等）、形状尺寸（用简图表示）、加工余量（在简图上标注）；
○3设备的检验：加热炉的允许温度偏差在25℃内，应能调节输送速度，工件在随炉冷却的过程中应尽量使工件各部分冷却均匀，加热炉的每个加热区应配有温度测定及温度控制自动记录系统，要有适当得设备操作规程和维修保养制度。6）正火工艺方法
○1待处理件的验收
应根据相关的规定验收工件。必要时应对一些重要的或有疑惑的项目进行复检。
○2工艺的制度
应根据工件的特征（材料的牌号、热处理前的状态及形状、尺寸等）、热处理的目的、批量、热处理设备等具体条件来制定合理的热处理工艺。
○3装炉
工件必须放置在有效的加热区内，装炉量、装炉方式及堆放形式应确保加热、冷却均匀一致，且不致造成畸变和其他缺陷。使用工装夹具时应检验其完好性。
○4工艺规范的选择
应正确选择加热规范，必要时可进行适当的预热；冷却时应以适当的速度，使工件各部分均匀冷却。
○5辅助工序
工件校正时所产生的残余应力，如对其后的机械加工和使用性能产生较的的影响时，应进行去应力处理；清除工件的氧化皮是，不能使其表面受到有害影响。
○6过程情况记录
对温度、时间等工艺参数应按规定作必要的记录并予以保存，必要时应得到有关人员的确认。
7）正火件的检验规程：
表1钢铁零件常见正火、退火缺陷：
检测项目：
等温正火的金相检测项目，主要包括金相组织、带状组织、异常组织等。但对于等温正火的检测，目前尚无统一的国家标准，厂家一般根据自身的条件借用相近国标。检测项目主要包括以下几个方面：
（1）外观
表面应无裂纹及伤痕等；
（2）硬度值及批次硬度均匀性
零件的批次硬度波动范围窄是等温正火工艺最基本的特点。机械加工中最关心的也是硬度值的范围。一般来说，机加工的最佳硬度范围在160~180HBS。（3）截面硬度均匀性；
目前国家标准中未对此提出要求，在截面硬度均匀性的检测标准、方法及设备等方面基本空白。以下为参考检测方法：
○1取样、制样：试样的取样部位尽量在实际工作位置，两端面需平面磨，并注明方向；
○2检测方法：一般选择布氏硬度机测定零件正火后的硬度。在零件的截面上选取具有代表性的点，点与点之间要有固定的间隔，要尽量避免软点等缺陷。
○3硬度范围：根据要求，测定的硬度分布需在一定的范围内，且硬度的平均值都应满足要求。
（4）金相
应达到工件所要求的正常组织。
（5）畸变
工件的畸变应不影响其后的机械加工和使用。具体的畸变有冷热加工工艺人员协商而定。
8）产品报告单
根据要求可按每批或每炉开具报告单；报告单应包括下列内容：正火工艺类型、质量检验结果、工件的数量级重量、操作者的姓名及代号、报告日期等。
6.2.2钢的淬火
表2 钢的常见淬火缺陷
感应加热淬火件的检查
1、供应热处理件的质量检查内容
1）外观
工件表面不得有淬火裂纹（可通过磁粉探伤、着色探伤或其他无损检测方法检测）、锈蚀、灼伤和影响使用性能的伤痕和缺陷。
2）表面硬度
工件表面淬火后的硬度应满足技术要求即HRC45—50，每一批表面硬度波动范围<6。
3）有效硬化层深
应用硬度法测量有效淬硬层深度，其方法参照GB/5617《钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定》。
a.有效硬化层波动范围应该在规定的范围内；
b.硬化区域的偏差范围应在技术要求规定的范围内。
4）显微组织
中碳及其合金结构钢表面感应淬火后的显微组织按JB/T9204—1999《钢件感应淬火金相检验》测定马氏体级别：3~7级为合格组织；1~2级是粗马氏体和较粗马氏体；说明淬火温度偏高；8~10级，组织中除细微马氏体外，还有托氏体和未溶渗碳体，说明加热温度较低
5）畸变
表面感应淬火的工件畸变量一般比炉内整体加热淬火的要小，但畸变量也不应影响以后的机加工和使用性能。
6.2.3感应淬火
感应热处理件的常见缺陷及预防措施
1）硬度不足
产生硬度不足的原因有两个：加热不足和冷却不足。
a)加热不足比功率偏低、加热时间不足、感应器与工件表面间隙偏大，
造成淬火温度偏低，组织中有较多未溶铁素体。
b)冷却不足加热结束后延时过长再冷却、喷液时间过短、喷射压力和喷
射密度过低及淬火介质冷速低等均会造成冷速不足，是组织中出现托氏体等非马氏体组织。
2）软点
喷水孔局部堵塞或分布过稀，导致工件局部区域冷却不足而出现软点。3）软带
轴类零件连续加热淬火，有事会出现黑白相间螺旋形软带或沿工件与感应器的相对运动方向的某一区域出现直线黑带。这些区域中存在未溶铁素体或托氏体组织。原因如下：
a)喷水角度偏小，加热区返水；
b)工件旋转速度与工件或感应器移动速度不协调，工件旋转一圈感应器相
对移动距离偏大；
c)喷水孔角度不一致，工件在感应器内偏心旋转。
4）淬火裂纹
感应淬火裂纹的形成原因及预防措施见下表
表3感应淬火裂纹的形成原因和预防措施
5）畸变
感应淬火多表现为热应力型畸变，为此应减少热量向工件内层中的传递。
钢的热处理工艺设计经验公式 1钢的热处理 1.1 正火加热时间 加热时间t=KD （1） 式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。 表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度 根据钢的相变临界点选择正火加热温度 低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2） 中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3） 高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4） 亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5） 共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6） 1.3 淬火加热时间 为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7） t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8） t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9） 式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。 在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b 为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2： 表2 工件装炉修正系数K
目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3)
3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)
12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1
图3.1 12CrNi3叶片泵轴 2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表
北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27
课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。
《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计 学 院化学工程与现代材料 专 业 金属材料工程 姓 名 高治峰 学 号 指导教师 张美丽 完成时间 目录 2. 2. 2 45号钢的性能 ................................................................... ..4 2.3 热处理技术条件 .......................................... .. (5) 2.3.1加工工艺路线 .................................... 5 3热处理工艺分析 3.1 锻坯正火 ........................................................ .5 (5) 3.1.2 热处理工艺 ......................................... ..…….5 3.1.3 操作技巧 ............................................ ......5 3.2 调质 .................................................. .. (6) 3.2.1 调质目的 ...................................................... 6 3.2.2 热处理工艺 .................................................. .6 摘要 ....... 1引言…… 2设计分析 2 . 1 析 ........ 2.2 45 号钢的成分及性能点 ........ 2.2.1 45 号钢的元素成分及其作用 车床的使用工况及性能 ? (1) ….2 .4
前言 众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。 得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。20CrMo钢作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。 由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。 在齿轮热处理工艺显著提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。 本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
50钢调速弹簧的 热处理工艺设计 1 热处理工艺课程设计的意义 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2热处理课程设计的任务 ①普通热处理工艺设计 ②特殊热处理工艺设计 ③制定热处理工艺参数 ④选择热处理设备 ⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具 ⑥分析热处理工序中材料的组织和性能 ⑦填写工艺卡片 350调速弹簧的技术要求及选材 3.1 技术要求 50钢喷油泵调速弹簧技术要求如下： 硬度：46～51 3.2 零件图 喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。
图3.1 喷油泵调速弹簧 3.3 材料的选择 3.3.1零件用途 喷油泵调速弹簧，利用弹簧的受力形变和恢复来调节气门的开合，从而调节喷油泵的喷油速度与喷油量。 3.3.2工作条件 （1）喷油泵调速弹簧工作时，要承受高应力。 （2）喷油泵调速弹簧要承受高频率往复运动。 （3）喷油泵调速弹簧要在较高的温度下工作。 3.3.3性能要求 弹簧的性能要求为如下几个方面：
力学性能：由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许有永久变形。要求弹簧材料有良好的微塑性变形能力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要高。 理化性能方面：喷油泵调速弹簧的工况很复杂，要在较高的温度下长期工作，因此要求弹簧材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。 工艺性能方面：尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成型后不经淬火、回火，只须进行低温退火。这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。 3.3.4材料选择 选用50钢热轧弹簧钢丝卷制。由于50钢中含有铬能够提高淬透性并且可降低锰引起过热的敏感性，铬熔于铁素体中使弹性极限提高。钒可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。可用作特别重要的承受高应力的各种尺寸的螺旋弹簧，也可也用作在300°C以下工作的重要弹簧，如各种阀门弹簧，喷油嘴弹簧。 3.3.550钢化学成分及合金元素作用 表3.1 50钢的化学成分[1]（3077-1990）ω C V P S 0.44～0.54 0.17～0.37 0.50～0.80 0.80～1.10 0.10～0.20 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.030 50钢的化学成分示于表3.1 化学元素作用： ① C ：保证形成碳化物所需要的碳和保证淬火马氏体能够获得的硬度 ②：提高钢的淬透性并有二次硬化作用，是刚在高温时仍具高强度和高硬度，增加钢的耐磨性，增高钢的淬火温度。 ③：能提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合机械性能，还能增高淬火温度，阻碍碳元素溶于钢中。 ④：能增加钢的强度和硬度，有脱氧及脱硫的功效（形成），防止热脆，故能改善钢的锻造性和韧性，可增进刚的硬化深度，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善机械性能。 ⑤ V：可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。
热处理工艺课程设计任务书 学院材料科学与工程专业材料科学与工程学生姓名肖娅丹班级学号材料0901 U200910994 课程设计题目45钢传动轴零件热处理工艺 设计任务： 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的合适材料、热处理方法，确定工艺参数（温度及时间等），画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，制定热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 针对所选择的材料为45钢的轴零件，先绘出零件工作图，根据材料和零件加工技术要求，确定工艺流程及热处理方法，并进行工艺参数的设定并分析各热处理工序中材料的组织、性能，选择设备并制作热处理工艺卡，最终写出设计说明书。 设计进度安排： 第一周周一~周三学习相关热处理工艺的设计方法，明确设计任务和所需要注意的事项。 周四~周六绘制45钢轴零件工作图 第二周周一~周二查阅资料确定热处理工艺流程及工艺参数的确定 周三~周四撰写设计说明书 周五答辩 指导教师（签字）： 年月日主管院长（签字）： 年月日
目录 1.热处理工艺课程设计的意义及方法 (3) 1.1热处理工艺课程设计的意义 (3) 1.2热处理工艺设计的方法 (3) 2.绪论——45钢轴类零件简介 (4) 2.1.45钢简介 (4) 2.1.1主要化学成分作用分析 (4) 2.1.2 45钢加热和冷却临界点 (5) 2.2传动轴零件加工工艺 (5) 3.加工工艺 (6) 4.热处理工艺设计的内容 (7) 4.1调质处理 (7) 4.1.1加热温度 (7) 图4-2装炉安装简图 (8) 4.1.2保温时间 (8) 4.1.3冷却方法及介质 (10) 4.1.4检验方法 (10) 4.1.5调质处理材料的组织、性能 (10) 4.2高频感应淬火 (11) 4.2.1原理 (11) 4.2.2加热温度和时间的确定 (12) 4.2.3冷却方法及介质 (12) 4.2.4组织和性能 (12) 4.2.5常见缺陷及分析 (13) 4.3低温回火 (14) 4.3.1加热温度和时间 (14) 4.3.2加热设备及方法 (14) 4.3.3回火后组织和性能 (14) 4.3.4冷却介质和方法 (15) 附录一热处理工艺卡 (17) 5.热处理工艺设计感想和体会 (18) 6.参考文献 (19)
钢的热处理工艺设计 说明书 学生姓名 设计题目加工中心主轴 指导教师 系主任 完成日期年月日
前言 热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。 热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
目录 前言 一．热处理工艺课程设计的目的 (5) 二．热处理工艺课程设计的任务 (5) 三．热处理工艺课程设计设计内容和步骤 (5) 3.1零部件简图，钢种和技术要求 (5) 3.2零部件的工作条件、破坏方式和性能要求的分析 (6) 3.3零部件用钢的分析 (6) 3.3.1 相关钢种化学成分的作用 (6) 3.3.2.相关钢种的热处理工艺性能分析 (7) 3.3.3钢材的组织性能与各种热处理工艺的关系 (8) 3.4热处理工艺方案及工艺参数的论述 (11) 3.4.1零件的加工工艺路线及其简单论证 (11) 3.4.2锻造工艺曲线 (11) 3.4.3预备热处理工艺方案、工艺参数及其论证 (12) 3.4.4最终热处理工艺方案，工艺参数及论证 (12) 3.4.4.1 20CrMnMo的正火工艺 (12) 3.4.4.2 20CrMnMo的渗碳工艺 (14) 3.4.4.3 20CrMnMo的淬火工艺 (17) 3.4.4.4 20CrMnMo的回火工艺 (19) 3.4.4.5 总的热处理工艺曲线 (22) 3.4.5 辅助工序方案 (22) 四．选择加热设备 (22) 4.1 中温井式电阻炉 (22) 4.2 井式渗碳炉 (23) 五．工装图 (25) 六．工序质量检验项目、标准方法 (27) 七．热处理工艺过程中缺陷分析 (28)
* * 大学 热处理原理与工艺课程设计 题目： 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计 院（系）：机械工程学院 专业班级：** 学号：******* 学生姓名：** 指导教师：** 起止时间：2014-12-15至2014-12-19
课程设计任务及评语 院（系）：机械工程学院教研室：材料教研室 学号******* 学生姓名** 专业班级*** 课程设计 题目 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计 课程设计要求与任务一、课设要求 熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺，制定出热处理工艺路线，完成工艺设计；分析50Si2Mn弹簧钢的成分特性；阐述50Si2Mn弹簧钢淬火、回火热处理工艺理论基础；阐述各热处理工序中材料的组织和性能；阐明弹簧钢的热处理处理常见缺陷的预防及补救方法；选择设备；给出所用参考文献。 二、课设任务 1.选定相应的热处理方法； 2.制定热处理工艺参数； 3.画出热处理工艺曲线图； 4分析各热处理工序中材料的组织和性能； 5.选择热处理设备 三、设计说明书要求 设计说明书包括三部分：1）概述；2）设计内容；3）参考文献。
工作计划 集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论0.5天，设计6天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计1.5天，8）工艺的理论基础、原则0.5天， 09）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，10）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩：学生签字：指导教师签字： 年月日
50CrVA钢调速弹簧的 热处理工艺设计 1 热处理工艺课程设计的意义 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2热处理课程设计的任务 ①普通热处理工艺设计 ②特殊热处理工艺设计 ③制定热处理工艺参数 ④选择热处理设备 ⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具 ⑥分析热处理工序中材料的组织和性能 ⑦填写工艺卡片 350CrVA调速弹簧的技术要求及选材 3.1 技术要求 50CrVA钢喷油泵调速弹簧技术要求如下： 硬度：HRC46～51 3.2 零件图 喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。
图3.1 喷油泵调速弹簧 3.3 材料的选择 3.3.1零件用途 喷油泵调速弹簧，利用弹簧的受力形变和恢复来调节气门的开合，从而调节喷油泵的喷油速度与喷油量。 3.3.2工作条件 （1）喷油泵调速弹簧工作时，要承受高应力。 （2）喷油泵调速弹簧要承受高频率往复运动。 （3）喷油泵调速弹簧要在较高的温度下工作。 3.3.3性能要求 弹簧的性能要求为如下几个方面：
力学性能：由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许有永久变形。要求弹簧材料有良好的微塑性变形能力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要高。 理化性能方面：喷油泵调速弹簧的工况很复杂，要在较高的温度下长期工作，因此要求弹簧材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。 工艺性能方面：尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成型后不经淬火、回火，只须进行低温退火。这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。 3.3.4材料选择 选用50CrVA钢热轧弹簧钢丝卷制。由于50CrVA钢中含有铬能够提高淬透性并且可降低锰引起过热的敏感性，铬熔于铁素体中使弹性极限提高。钒可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。可用作特别重要的承受高应力的各种尺寸的螺旋弹簧，也可也用作在300°C以下工作的重要弹簧，如各种阀门弹簧，喷油嘴弹簧。 3.3.550CrVA钢化学成分及合金元素作用 表3.1 50CrVA钢的化学成分[1]（GB/T3077-1990）ω/% C Si Mn Cr V Ni P S 0.44～0.54 0.17～0.37 0.50～0.80 0.80～1.10 0.10～0.20 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.030 50CrVA钢的化学成分示于表3.1 化学元素作用： ① C ：保证形成碳化物所需要的碳和保证淬火马氏体能够获得的硬度 ② Cr：提高钢的淬透性并有二次硬化作用，是刚在高温时仍具高强度和高硬度，增加钢的耐磨性，增高钢的淬火温度。 ③ Si：能提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合机械性能，还能增高淬火温度，阻碍碳元素溶于钢中。 ④ Mn：能增加钢的强度和硬度，有脱氧及脱硫的功效（形成MnS），防止热脆，故Mn能改善钢的锻造性和韧性，可增进刚的硬化深度，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善机械性能。 ⑤ V：可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。
1. 完全退火热处理工艺 1.1 工艺参数 选用完全退火的原因：因为完全退火主要用于含碳量质量分数为0.3%~0.6%的中碳钢铸、锻件，因为38CrMnAl含碳量为0.38%，且是锻件，故选用完全退火。 完全退火的目的：在于消除其锻件常存在晶粒粗大或晶粒大小不均匀等组织缺陷及内应力，使钢的强度、塑性和韧性达到技术要求即均匀组织、细化晶粒、消除内应力、改善切削加工性能等，为最终热处理做好组织准备。 1.1.1 加热温度 选择：920℃ 理由：因为38CrMnAl钢是亚共析钢，其完全退火温度为Ac3+30～50℃；且其Ac3为885℃，故可选温度为920℃。这样既可以细化晶粒，又有助于奥氏体成分均匀化，以改善切削加工性能并未淬火作良好的准备。 1.1.2加热方法 选择：随炉温加热 理由：简单易控制，且是预备热处理，对性能要求不高。 1.1.3加热介质 选择：氮气 理由：由于加热温度过高，零件容易氧化脱碳，氮气可以很好的防护，使金属烧损、性能降低。 1.1.4 保温时间 选择：3h 理由：一般可按有效厚度1.5~2.5min/mm估算，但保温时间一般不超过10h，本零件的有效厚度为125mm，故可以选择3h。保温的目的是为了使工件熟透并得到比较均匀的奥氏体。 1.1.5冷却方法 选择：随炉冷却 理由：表面与心部温度差距小，不易产生应力，防止其开裂。 1.1.6 冷却介质 选择：氮气 理由：因为是随炉冷却，且炉内气体是氮气
1.1.7热处理后检验方法 内容：硬度应小于或等于229HBW 方法：通过加载将钢球压头压入被检测的金属零件表面，根据单位压痕面积上所受的负荷大小来确定硬度值。 HB=P/F=P/Dtπ F：凹陷压痕的面积 t：压痕凹陷的深度 检测面应是光滑平面。 1.1.8工艺曲线图 操作守则：a.严格控制加热温度和时间，并尽量减轻钢件的表面氧化脱碳；b.完全退火加热并透烧后，在大量装炉情况下，随炉缓冷或控制一定的冷却速度经济出炉温度。 1.2材料的组织、性能 1.2.1 加热温度后的组织及性能 ①正常温度的组织和性能 粒状珠光体，硬度较高，具有良好的综合性能 ②加热温度不足的组织及性能
1 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺概述 模具是机械、冶金、电子、轻工、国防等部门的重要工艺设备，是保证高效率生产、高产品质量和降低生产成本的重要手段。随着工业技术的迅速发展，各部门都广泛的采用新的高精度、高效率的模具成型工艺代替传统的切削加工工艺。目前，机械工业大约70%的零件采用模具成型。 模具根据工作条件可分为冷作模具和热做模具。热作模具在工作时，承受着巨大的冲击力、压应力、张应力、弯曲应力，模具型腔与高温（有时可达1150~1200℃）金属接触后，本身温度可达300~400℃，局部高达500~600℃。还经受着空气、油、水等的反复冷却。在时冷时热的苛刻条件下工作的模具，其型腔表面极易产生热疲劳裂纹。由此，对热模具钢提出了第一个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素之一是钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C0.5%～0.6%）含碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降，也是不利的。另外一个因素是钢的临界点影响。通常钢的临界点越高，钢的热疲劳倾向性越低。因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。此外，炽热金属在模具型腔中变形所产生的强烈摩擦、容易因磨损而降低精度。为此，对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火
稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的第二种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。 根据热作模具钢的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的模具钢材料为5CrNiMo钢；在设计退火--淬火加高温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的5CrNiMo钢满足热作模具钢的质量要求。通过对经典5CrNiMo钢热处理工艺的分析，更加明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。 2 5CrNiMo热作模具钢的热处理工艺设计 2.1 5CrNiMo热作模具钢的服役条件、失效形式 2.1.1 服役条件 5CrNiMo热作模具钢多是用来做锤锻模，要求在高温下保持高强度和高韧性，优良的热疲劳性、耐磨性、热稳定性和淬透性，适当硬度，良好的导热性和抗氧化性。 2.1.2 失效形式 1）断裂开裂或机械疲劳裂纹。 2）磨损包括粘着磨损、热疲劳磨损、氧化磨损。此外，当锻件的氧化皮没有清除时，也会发生磨粒磨损。 3）塑性变形锤锻模冲击力大，工作温度高，环境恶劣型腔中水平面和凸台面易发塑性变形。
《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计 学院化学工程与现代材料 专业金属材料工程 姓名高治峰 学号 指导教师张美丽 完成时间 目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 2 设计分析 2.1车床的使用工况及性能要求析 (3) 2.2 45号钢的成分及性能点 (3) 2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4) 2.2.245号钢的性能 (4) 2.3 热处理技术条件 (5) 2.3.1加工工艺路线 (5) 3 热处理工艺分析 3.1 锻坯正火 (5) (5) 3.1.2 热处理工艺 (5) 3.1.3 操作技巧 (5) 3.2调质 (6) 3.2.1 调质目的 (6)
3.2.2 热处理工艺 (6) 3.2.3 操作技巧 (6) 3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6) 3.3.1 局部淬火方式 (6) 3.3.2 热处理工艺 (6) 3.3.3 操作技巧 (6) 3.4 花键高频淬火 (6) 3.4.1 淬火方式 (6) 3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7) 3.4.3 花键回火工艺参数 (7) 3.4.4 操作技巧 (7) 4 结语 (8) 参考文献 (9) 摘要 主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。而45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太合适，所以需要对45号钢进行适当的热处理。在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS，提高主轴的硬度，使主轴能达到良好的工作性能。在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。 引言 车床主轴指的是上带动或旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。除了、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转
热处理工艺规范 一、淬火、回火工艺规范 1．淬火、回火准备工作：1）检查设备，仪表是否正常；2）正确选择夹具；3）检查零件表面是否有碰伤、裂纹、锈斑等缺陷；4）确认零件要求的淬火部位硬度、变形等的技术要求，核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件相符合；5）表面不允许氧化、脱碳的零件，当在空气炉加热时，应采取防氧化脱碳剂装箱保护或采用真空炉加热；6）易开裂的部位如尖角靠边的孔，应采取预防措施，如塞石棉、耐火泥等。 2．常见材料淬火、回火工艺规范 1）加热温度 表1 常用材料的常规淬火、回火规范 注：Cr12Mo1V1 即 D2（美国）、1.2379（德国）、SLD（日立）、SKD11（日本）、K110（奥地利）； 9CrWMn 即 O1（美国）、1.2510（德国）、K460（奥地利）； 4Cr5MoSiV1 即 H13（美国）、1.2344（德国）、8407/8402（一胜百）、W302（奥地利）； 7Cr7Mo3V2Si 即 LD1；
HS-1是高级火焰淬火，多用模具钢； 除45号钢或特别说明均采用回火两次的工艺。 2）淬火保温时间t =8～10 min+kαD k——装炉系数（1～1.5）；α——保温系数（见表2）；D——零件有效厚度。 表2 淬火保温系数 3）回火保温时间 ①工件有效厚度d<=50mm，保温2小时； ②工件有效厚度d>50mm，按照保温时间t=d/25（小时）计算； ③每次回火后空冷至室温，再进行下次回火。 4）去应力（入炉时效） ①高合金钢550~650℃，热透后，保温时间>3小时； 3．淬火和回火设备 1）淬火设备——真空淬火炉、中温箱式炉、高温箱式炉。 2）回火设备——真空回火炉、中温箱式炉。 3）冷却设备——水槽、油槽、风箱。 4．操作方法 1）零件应均匀摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间适当间隙。 小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间。 2）细长零件加热要考虑装炉方法，以减少工件变形，如垂直吊挂，侧立放平支稳等。
一、CA8480轧辊车床主轴热处理工艺的设计 1. 工作环境 1)与滑动轴承配合 2)中轻载荷 3)精度不高 4)低冲击、低疲劳 2. 性能要求 主轴是机床的重要零件之一，切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。 3. 选材 主轴依用材和热处理方式可分为四种类型，即局部淬火主轴，渗碳主轴，渗氮主轴和调质（正火）主轴。根据主轴的工作条件，选择材料为45钢。 4. 工艺方法选择和工艺路线的确定 方案一：毛胚—锻造—正火—粗加工—中频感应加热淬火—中温回火—精加工 方案二：毛胚—锻造—粗加工—调质—中频感应加热淬火—精加工 45钢正火后性能和调质接近，满足使用要求，但是正火更经济，所以选着方案一。
5. 工艺参数 1)正火：锻后840~860°C×2~4h,空冷 2)感应淬火：粗车后使用208 中频发电机和φ1000mm×5000mm 卧式淬火 机。淬后表面硬度48 ~52HRC 3)回火：井式炉340°C×4h，空冷 热处理工艺曲线如图1.5.1。 图1.5.1 CA8480轧辊车床主轴热处理工艺曲线 6. 工序说明 1)正火：目的在于获得一定的硬度，细化晶粒，并获得比较均匀的组织和 性能。正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。正火后获得珠光体组 织。珠光体的片间距及团直径较小，而且可以抑制先共析网状渗碳体的 析出。 2)感应淬火：轴颈处进行感应淬火，以获得表面层硬而耐磨，心部又有足 够塑性、韧性的工件。表面为M，往里为M+F,再往里为M+F+P，中心 为P+F。
3)回火：减少或消除淬火应力，提高韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性 和韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。回火后得到回火屈氏体 组织，有较高的弹性极限，又有较高的塑性和韧性。 7. 常见热处理缺陷 1)变形开裂壁厚不均匀和有尖角的工件，淬火时易变形开裂，45钢的易 裂尺寸范围为5~11mm。同时，钢的化学成分也影响开裂。生产实践证明，当45钢工件处于易裂尺寸范围，且C、Cr、Mn等含量在规定含量的上限 时，就更容易开裂。 2)过烧由于加热温度过高，出现晶界氧化，甚至晶界局部熔化，造成工 件报废。 3)粗大魏氏组织退火或正火钢中出现粗大魏氏组织的主要原因是由于加 热温度过高所造成的。为了消除魏氏组织，可以采用稍高于Ac3的加热温 度，即使先共析相完全溶解，又不使奥氏体晶粒粗大，而根据钢的化学 成分采用较快或较慢的冷却速度冷却。 4)淬火裂缝 a)纵向裂缝：沿着工件轴向方向由表面裂向心部的深度较大的裂缝。 b)横向裂缝：常发生于大型轴类零件上。 c)表面裂缝：这是分布在工件表面的深度较小的裂缝。
众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。 得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。据权威部门预测2012年将达到200万吨。20CrMo钢 作为一种典型的低合金渗碳结构钢在工程中广泛用于制造轴类、齿轮类零件。 由于齿轮的工作条件复杂，所以要求齿轮既要具有优良的耐磨性又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能。 在齿轮热处理工艺显着提高的背景下，我国已能自行生产各类高参数的齿轮。但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。要提高齿轮的质量，除了要选材合适之外，必须对材料的热处理工艺进行优化，通过新工艺和新设备引进吸收和自主创新，实现齿轮热处理工艺朝节能、环保、智能化方向发展。 本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
辽宁工业大学 工艺课程设计（论文） 题目：40Cr连杆正火-调质热处理工艺设计 院（系）：材料科学与工程学院 专业班级：材料103 学号：100208091 学生：董国建 指导教师：商剑 起止时间：2013-7-1~2013-7-12
课程设计（论文）任务及评语
目录 1连杆热处理工艺概述 (1) 2 连杆的热处理工艺设计 (2) 2.1连杆的服役条件和失效形式 (2) 2.2 连杆技术要求及示意图 (2) 2.3连杆材料选择 (3) 2.4 40Cr的化学成分 (4) 2.5 40Cr的C曲线 (4) 2.5 连杆的加工工艺流程图 (5) 2.6 40Cr连杆的正火、调质热处理工艺 (5) 2.7 40Cr连杆的正火、调质热处理工艺理论 (7) 2.8 40Cr连杆热处理的设备、仪表和工夹具选择 (8) 2.9 40Cr连杆的热处理质量检验项目、容及要求 (10) 2.10 40Cr连杆的热处理常见缺陷的预防及补救方法 (11) 3 热处理工艺卡 (13) 3.1 40Cr连杆正火工艺卡 (13) 3.2 40Cr连杆淬火工艺卡 (14) 3.1 40Cr连杆回火工艺卡 (15) 4 参考文献 (16)
1连杆热处理工艺概述 汽车连杆是发动机中一个重要的连接零件，在工作时它承受冲击性的、周期变化的拉应力和装配时的预应力，要求它具有足够的强度、冲击韧性和抗疲劳性能。40Cr屈服强度及淬透性均比40钢高，临界淬透直径:油中约为15-40 mm, 水中约为28-60 mm。断面尺寸在＜50mm时，油淬无自由铁素体析，故有较高的疲劳强度，当含水碳量下限时，经淬火和回火后，除能获得较高的强度外，还有良好的韧性，水淬时，形状复杂的零件容易形成开裂，在450-680mm回火时，有第二类回火脆性倾向，但可随着截面尺寸的减少而减弱，白点敏感性较大，所以锻后宜缓冷，冷变塑性中等，冷顶锻前最予以球化处理，正火或调质后，可削性很好，正火后可削性也较好。
热处理工艺方案设计 导语：热处理生产前要根据工件的大小和形状选择合适的电炉，大型工件优先选用大型电炉，小型工件优先选用小型电炉，淬油工件优先选用离油槽较近的电炉。以下本人为大家介绍热处理工艺方案设计文章，欢迎大家阅读参考! 热处理工艺方案设计Deform HT是一套专业处理金属热处理工艺仿真的软件，是一套基于有限元分析方法的专业工艺仿真系统，用于分析金属热处理工艺。二十多年来的工业实践证明了基于有限元法的Deform HT有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在结构、温度和微观组织及产品缺陷预测等方面同实际生产相符，保持着令人叹为观止的精度，被国际模拟领域公认为处于同类型模拟软件的领先地位。 友好的图形界面 Deform HT专为金属热处理而设计，具有windows风格的图形界面，可方便快捷地按顺序进行前处理及其热处理工艺表的设置，分析过程流程化，简单易用。另外，Deform HT 针对典型的工艺提供了分析模板，采用向导式操作步骤，引导技术人员完成工艺过程分析。 图形界面 Deform HT是一个高度模块化、集成化的热处理专业有限元模拟系统，它主要包括前处理器、求解器、后处理器三
大模块。前处理器完成热处理产品几何信息、材料信息、热处理工艺条件的输入，并建立热处理介质边界条件；求解器是一个集弹性、弹塑性、刚(粘)塑性、热传导、微观组织于一体的有限元求解器；后处理器是将模拟结果可视化，支持OpenGL图形模式，并输出用户所需的结果数据。Deform HT 允许用户对其数据库进行操作，对系统设置进行修改，并且支持自定义材料模型等。 Deform HT强大的求解器支持有限元网格划分，能够分析金属热处理过程中多个材料特性不同的关联对象在耦合作用下的变形和热特性，由此能够保证金属热处理过程中的模拟精度，使得分析模型、模拟环境与实际生产环境高度一致。Deform HT采用独特的密度控制网格划分方法，方便地得到合理的网格分布，表面结构化网格计算技术更适合热传输计算。 Deform HT自带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料、相变材料及自定义材料等类型，并提供了丰富的开放式材料数据库，包括美国、日本、德国的各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等300种材料的相关数据。用户也可根据自己的需要定制材料库。软件所带材料数据库包含： 按国家分：美国标准，日本标准，德国标准，国际标准，欧洲标准，俄罗斯标准，英国标准，韩国标准。