20CrMnMo齿轮热处理
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20CrMnMo钢齿轮的质量问题及其对策
度。
20CrMnMo 钢齿 轮 渗 碳 后 的 淬 火 温 度 一 般 为
840 ℃ ± 5 ℃ ，若为了提高心部硬度，改善铁素体过
多的状况，可以提高到 850 ℃ ± 5 ℃ 。但提高淬火
温度的效果一般不是很明显，而且，淬火温度太高，
渗层表面的残留奥氏体量会比较多，对淬火硬度和
齿轮的接触疲劳强度不利。提高淬火冷却速度是最
1． 2 磨削裂纹 经渗碳淬火处理的 20CrMnMo 钢齿轮易出现磨
削裂纹，如图 3 所示。
2 对策
根据 20CrMnMo 钢容易出现的上述问题，通过 试验找到了相应的对策。 2． 1 心部硬度和组织
一般说，要 提 高 齿 轮 的 心 部 硬 度，解 决 心 部 铁素体过 多 的 问 题，可 以 采 用 的 方 法 主 要 有： 对 钢材的淬透性专门提出要求； 采用较高的淬火温
20CrMnMo 钢齿轮在渗碳空冷后出现裂纹是比 较少见的。图 3、图 4 是某型齿轮在渗碳后空冷出 现了裂纹，而且经检查发现，装在料筐外层的齿轮裂 纹较严重，装 在 中 间 位 置 的 齿 轮 则 未 出 现 该 现 象。 经过解剖，发现表面组织中存在大量长条状碳化物， 部分碳化物连接成网。热处理工艺为 920 ℃ × 8 h （ Cp = 1． 2% ） + 920 ℃ × 4 h（ Cp = 0． 95% ） ，由于扩 散时碳浓度过高，已经接近材料的碳浓度极限，极易 形成碳化物。同时，扩散期过短，造成齿轮的表面碳 浓度在短时间内很难降到设定值。因此，齿轮表层 的碳浓度过高，形成了大量长条状、局部成网状的碳 化物。由于碳强烈降低 Ms 点［2］，次表层的碳浓度 高于表层的碳浓度，则次表层的 Ms 点较表层要低。 因此，在空冷时，次表层先于表层发生马氏体转变， 转变的组织应力使表层形成拉应力，而表层由于已 经形成了网状碳化物，而碳化物属于脆性相，隔断了 基体的连续性，由此，在碳化物成网处造成了应力集 中，造成内部裂纹，应力沿晶界释放而造成开裂。所
20CrMnTi热处理工艺-
20CrMnTi 齿轮钢的热处理工艺1.前言1.120CrMnTi钢概述20CrMnTi是低碳合金钢,该钢具有较高的机械性能,零件表面渗碳0.7-1.1mm。
在渗碳淬火低温回火后,表面硬度为58-62HRC,心部硬度为30-45HRC。
20CrMnTi 的工艺性能较好,锻造后以正火来改善其切削加工性。
此外,20CrMnTi 还具有较好的淬透性,由于合金元素钛的影响,对过热不敏感,故在渗碳后可直接降温淬火。
且渗碳速度较快,过渡层较均匀,渗碳淬火后变形小。
适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件,因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi 钢是比较合适的。
经过910-940℃渗碳,870℃淬火,180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1100Mpa、屈服强度≥850Mpa、延伸率≥10%、断面收缩率≥45%,冲击韧性≥680,硬度为58-62HRC。
20CrMnTi合金成分表1.1C Si Mn Cr S P Ni Cu Ti0.17~0.230.17~0.370.80~1.10 1.00~1.30≤0.035≤0.035≤0.030≤0.0300.04~0.101.220CrMnTi泵体齿轮的的工艺流程:1.320CrMnTi钢常见的热处理工艺表1.2 20CrMnTi钢常见的热处理工艺表热处理工艺工艺参数硬度要求工艺特点完全退火加热860~880℃,保温,炉冷≤217HBS消除残余应力,降低硬度正火加热920~950℃,保温,空冷156~207HBS加热温度在Ac3825℃线之上,细化晶粒,消除组织缺陷,以获得珠光体+少量铁素体组织淬火加热860~900℃,保温,油冷48~54HRC淬火温度高,淬透性中等,变形较大, 硬度不高,耐磨性差回火加热500~650℃,保温2h,油冷30~36HRC回火索氏体组织下料锻造正火清洗淬火回火加工渗碳包装清洗检验气体渗碳加热900~920℃,以0.15~0.2mm/h 计保温时间加热温度不超过920℃,以避免晶粒长大渗碳后淬火与回火淬火:加热820~850℃,保温后油冷 60~63HRC 心部保持良好韧性的同时,表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性回火:加热180~200℃,保温2h ,空冷表:56~62HRC心:35~40HRC气体碳氮共渗共渗温度840~860℃,出炉油冷 60~65HRC 心部保持良好韧性的同时,表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性回火温度160~180℃,出炉空冷表:58~62HRC心:35~40HRC固体渗硼渗硼温度900℃,保温4h ,油冷(渗硼剂:85%SiC+10%B4C+5%KBF4 。
20CrMnMo的化学成分和用途
20CrMnMo圆棒_圆钢_化学成分份_性能用途
材料名称：
齿轮钢 20CrMnMo
●特性及适用范围：
热加工性能良好，正火后切削加工性能好，淬火回火后有良好的综合力学性能和低温冲击韧度，渗碳后有较高的抗弯强度和耐磨性，但焊接性能较差，焊前要适当预热，焊后应
及时回火。
常用于制造要求表面硬度高、耐磨性能好的重要渗碳件，如齿轮、凸轮轴连杆、销等。
●化学成份：
碳 C ：0.17～0.23
硅 Si：1.17～1.37
锰 Mn：0.90～1.20
硫 S ：允许残余含量≤0.035
磷 P ：允许残余含量≤0.035
铬 Cr：1.10～1.40
镍 Ni：允许残余含量≤0.030
铜 Cu：允许残余含量≤0.030
钼 Mo：0.20～0.30
●力学性能：
抗拉强度σb (MPa)：≥1175(120)
屈服强度σs (MPa)：≥885(90)
伸长率δ5 (％)：≥10
断面收缩率ψ (％)：≥45
冲击功 Akv (J)：≥55
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7)
硬度：≤217HB
试样尺寸：试样毛坯尺寸为15mm
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火850℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。
金相组织：回火马氏体。
●交货状态：
以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。
20CrMnMo齿轮热处理
目录1 绪论 (1)1.1 热处理工艺课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务 (1)1.3 热处理工艺设计的方法 (1)2 热处理工艺课程设计内容和步骤 (1)2.1 课题工件简图 (1)2.2 技术要求： (2)2.3 特点 (2)2.4 适用范围 (2)2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo (2)2.6 化学成分作用 (3)2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线 (4)2.8 淬透性 (5)2.9 渗碳热处理工艺规范 (5)2.10 钢的等温转变和连续冷却转变 (5)3 热处理工艺方案以及参数论述 (6)3.1 热处理工艺流程 (6)3.2 热处理工艺方案论证 (6)3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式 (6)3.2.2 热处理方案制定 (6)3.3 热处理方案 (6)3.3.1 正火 (7)3.3.2 正火工艺曲线 (7)3.3.3 正火冷却 (8)3.4 20CrMnMo的渗碳工艺 (8)3.4.1 渗碳的目的 (8)3.4.2 渗碳过程 (8)3.5 20CrMnMo的淬火工艺 (9)3.5.1 渗碳后一次重新加热淬火的目的 (9)3.5.2 淬火事项 (9)3.6 低温回火工艺 (10)3.6.1 回火的目的 (10)3.6.2 回火温度 (11)3.6.3 加热介质 (11)3.6.4 保温时间 (11)3.6.5 回火工艺曲线 (11)3.6.6 冷却方式 (12)4 总的热处理工艺曲线 (12)4.1 热处理总工艺曲线 (12)4.2 选择加热设备 (12)4.2.1 装置选择：井式电阻炉 (12)4.2.2井式炉示意图 (13)4.3.1 井式气体渗碳炉型号规格及技术数据 (13)5 工装图 (14)5.1 工装图及装件 (14)6 工序质量检验 (15)7 热处理工艺过程中常见缺陷分析 (15)7.1 常见的淬火及防护措施 (15)7.2 常见的渗碳缺陷及防护措施 (16)8 心得体会 (17)9 参考文献 (17)20CrMnMo齿轮热处理工艺设计1 绪论1.1 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。
一种20CrMnTi齿轮热处理工艺[发明专利]
![一种20CrMnTi齿轮热处理工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/21936f30d15abe23482f4df9.png)
专利名称：一种20CrMnTi齿轮热处理工艺专利类型：发明专利
发明人：霍博
申请号：CN201410760473.1
申请日：20141212
公开号：CN105734258A
公开日：
20160706
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种20CrMnTi齿轮热处理工艺，包括如下工序：1）、锻件货到，清点、签收（质保书）；2）、正火前100%目测外表质量；3）、正火/4～5h（附留记录纸）；4）、送金加工；5）、取回外表目测质量（100%）；6）、去抗力620±10℃/4h空冷；7）、送金加工；8）、取回100%目测表面质量（清洗）、塞孔）防渗合理装爽，试块1件；9）、渗碳—空冷—高温回火620±10℃/4-5h；9.1）或者采用渗碳—直接淬火，回火280±10℃/3-4h；10）、送金工切碳；11）、去抗力450±10℃/4h空冷；12）、预热500-550℃/45min；13）、淬火820-840℃/90-120min油；14）、检测硬度；15）、冷处理-70℃/2h水冷；16）、回火180±10℃/5-6h。
本发明操作简单，对操作者经验要求低，而且产品质量高。
申请人：重庆晨宇机床制造有限公司
地址：401322 重庆市巴南区龙州湾街道沿河村一社金鱼池
国籍：CN
代理机构：重庆创新专利商标代理有限公司
代理人：付继德
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20crmnmo齿轮的工作条件
1. 概述20CrMnMo是一种常用的合金结构钢，具有较高的强度和硬度，广泛用于制造各种齿轮零件。
在实际工作中，齿轮通常处于高强度、高速度、高温度等苛刻的工作条件下。
了解20CrMnMo齿轮在不同工作条件下的性能表现对于提高齿轮的使用寿命具有重要意义。
2. 高强度要求在工程机械、汽车、航空航天等领域，20CrMnMo齿轮通常需要承受较高的载荷和冲击。
这就要求齿轮材料具有足够的强度和韧性，以保证齿轮在工作中不易发生断裂或变形。
20CrMnMo钢具有较高的强度，可以满足齿轮在高载荷和冲击下的使用要求。
3. 高速度要求在一些工业设备中，齿轮需要以较高的转速工作，这就对齿轮的耐磨性能提出了较高的要求。
20CrMnMo齿轮具有良好的耐磨性能，可以适应高速度工作条件下的需求。
4. 高温度要求在一些特殊环境中，齿轮可能需要在较高的温度下工作，例如高温熔炼设备、高温润滑环境等。
20CrMnMo合金结构钢具有较好的高温强度和热稳定性，能够适应高温工作条件下的使用需求。
5. 总结在工程实践中，20CrMnMo齿轮的工作条件通常是多种因素综合作用的结果，需要综合考虑其强度、硬度、韧性、耐磨性、高温性能等多方面因素。
在实际设计和使用过程中，应根据具体工作条件对齿轮材料和热处理工艺进行合理的选择和设计，以确保齿轮在各种工作条件下都能够正常运行并具有较长的使用寿命。
还需注意齿轮使用过程中的维护和保养工作，及时检查和更换磨损严重的齿轮零件，以确保齿轮系统的可靠性和安全性。
6. 热处理对20CrMnMo齿轮的影响20CrMnMo齿轮在使用前通常需要经过热处理工艺，以提高其强度、硬度和耐磨性。
热处理工艺对20CrMnMo齿轮的性能具有重要影响，一般包括热处理温度、冷却速度和时效处理等环节。
6.1 热处理温度对20CrMnMo齿轮进行热处理时，热处理温度的选择对最终的组织结构和性能具有较大影响。
通常情况下，热处理温度会根据钢的化学成分和工作要求进行合理选择。
20CrMnMo齿轮渗碳淬火对渗碳质量影响论文
20CrMnMo齿轮渗碳淬火对渗碳质量影响论文摘要： 20CrMnMo齿轮渗碳淬火，受成分、设备、工艺和冷却方式影响。
生产实践证明，在保证炉子的保温、密封、排气良好的情况下，通过对工艺参数的优化改进，选择专用淬火油，可得到性能优良的淬火齿轮。
一、前言齿轮是我们日常生活中接触到的较多的机械产品，它的性能的好坏对产品的机械性能起着重要作用。
齿轮在渗碳淬火过程中，可能出现的问题很多，主要表现在以下几个方面：淬火后硬度不够、渗层深度不够、淬火后心部硬度过高、变形大、油淬后表面光亮度不够甚至开裂。
影响淬火质量的因素有很多，比如原材料成分、热处理工艺以及淬火后的冷却过程。
本文主要论述以上几个方面对齿轮渗碳淬火质量的影响。
二、材料成分对齿轮渗碳淬火质量的影响2.1 材料成分对心部硬度的影响20CrMnMo齿轮的主要合金元素是Cr、Mn和Mo元素。
Mo和Cr元素可以大大降低渗碳层中贝氏体形成的敏感性，Mn元素可以提高淬透性。
虽然Mn元素对提高心部淬透性来说是最经济有效的元素，但是Mn含量过多会产生如淬透性带失控等问题，淬透性越高，畸变量越大，因此要严格控制合金元素含量。
2.2 材料成分对内氧化的影响在热处理期间，在合金表面的下方形成氧化物的现象称为内氧化。
在气体渗碳中，Mn和Cr是容易与介质中的氧原子发生氧化的元素，所形成的氧化物会导致钢表层的合金元素流失，Mo元素则对内氧化的影响较小。
对于Mn元素，它的流失会导致淬透性降低，以及表层中非马氏体组织（在渗碳淬火件表面中经常出现连续或不连续的网状或块状黑色组织，此处恰好不是表层压应力最大的区域，被公认是由于内氧化而贫化合金元素导致形成屈氏体类组织，也被成为非马氏体组织）的形成；Cr元素的损失则使渗层中碳化物的形成变得困难。
只要表面转变为马氏体组织，较浅的表面氧化对疲劳特性无明显影响，而严重的氧化会因从奥氏体中消耗大量的合金元素而降低其淬透性，导致形成其它一些非马氏体组织（如屈氏体、珠光体组织），这些组织会降低表面压应力，对疲劳性能不利。
20crmnti 齿轮 热处理
题目：20crmnti 齿轮热处理一、20crmnti 齿轮的特性和用途20crmnti 钢是一种具有优良机械性能和热处理性能的中碳合金结构钢，常用于制造重载齿轮、轴、连杆、轴承和齿条等零部件。
其主要特点包括高强度、高硬度、耐磨性好、疲劳强度高、具有一定的韧性和可塑性等。
在重载、高速、高温和频繁启动等要求苛刻的工作条件下，20crmnti 齿轮表现出色，被广泛应用于工程机械、汽车、船舶、轨道交通等领域。
二、20crmnti 齿轮热处理工艺热处理是指通过控制材料的加热、保温和冷却等过程，改变材料的组织结构和性能。
对于20crmnti 钢制造的齿轮来说，合理的热处理工艺对其性能和使用寿命起着至关重要的作用。
一般的20crmnti 齿轮热处理工艺包括淬火和回火两个主要过程。
1. 淬火淬火是热处理的重要工艺环节之一。
通过高温加热至奥氏体区，然后迅速冷却至马氏体区，以获得高硬度和高强度的组织结构。
对于20crmnti 齿轮来说，淬火工艺的温度、保温时间和冷却介质的选择都会对最终的性能产生重要影响。
合理的淬火工艺能够使齿轮表面获得较高的硬度，提高其耐磨性和疲劳强度，同时保持一定的韧性。
2. 回火回火是淬火后的齿轮进行的第二次热处理工艺。
通过对淬火后的齿轮进行中温加热一段时间，然后再空冷或油冷，以调整其组织结构和性能。
合理的回火工艺能够降低淬火时产生的残余应力，提高齿轮的韧性和塑性，使其在工作过程中不易产生变形和开裂。
三、20crmnti 齿轮热处理的注意事项在进行20crmnti 齿轮热处理时，需要注意以下几点：1. 温度控制：热处理温度是影响齿轮性能的重要因素，需严格控制在设计要求的范围之内。
2. 冷却介质选择：不同的冷却介质会对齿轮的硬度和残余应力产生影响，需要根据具体情况选择合适的冷却介质。
3. 工艺参数优化：包括加热温度、保温时间、冷却速度等工艺参数需要根据齿轮的实际情况进行优化调整。
4. 试样取样：进行热处理前需要取样进行试验，以确定最佳的热处理工艺。
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺一、学习目标知识目标：·熟悉感应加热表面淬火原理、特点及应用；·了解火焰表面淬火原理、特点及应用；·了解化学热处理过程；·掌握渗碳、渗氮和碳氮共渗原理、特点、常用方法及应用。
能力目标：·能根据零件的化学成分、性能要求和技术条件，合理选择表面淬火和化学热处理方法。
二、任务引入变速箱齿轮位于汽车传动部分，用于传递扭矩与动力、调整速度。
由于传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力；由于变速箱齿轮转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触应力，并在高速下承受强烈的磨擦力；由于工作时不断换档，轮齿之间经常要承受换档造成的冲击与碰撞。
这就要求齿轮表面有高硬度和高耐磨性；齿面有高的接触疲劳强度；心部有较高的强度和高韧性。
图2-25所示20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理技术要求如下：1.渗碳层表面含碳量为0.80~1.05％；2.渗碳层深度为0.80~1.3mm；3.淬火回火后齿面硬度为58~62HRC，心部硬度为33~48HRC。
图2-25 汽车变速箱齿轮简图三、相关知识在机械设备中，有许多零件（如齿轮、曲轴、活塞销等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的，这类零件表面需具有高硬度和高耐磨性，而心部需要足够的塑性和韧性。
为满足这类零件的性能要求，须进行表面热处理。
常用的表面热处理方法有表面淬火及化学热处理两种。
（一）钢的表面淬火表面淬火是通过快速加热，使钢件表层奥氏体化，然后迅速冷却，使表层形成一定深度的淬硬组织——马氏体，而心部仍保持原来塑性、韧度较好的组织的热处理工艺。
在钢的表面淬火法中，感应加热淬火应用最广。
1.感应加热表面淬火感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，即图2-26所示装置中，感应器中通入一定频率的交流电，以产生交变磁场，于是工件内部就会产生频率相同、方向相反的感应电流（涡流）。
由于涡流的趋肤效应，使涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度大，心部电流密度小。
20CrMnMo齿轮热管理组织
目录1 绪论 (1)1.1 热处理工艺课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务 (1)1.3 热处理工艺设计的方法 (1)2 热处理工艺课程设计内容和步骤 (1)2.1 课题工件简图 (2)2.2 技术要求： (2)2.3 特点 (2)2.4 适用范围 (2)2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo (3)2.6 化学成分作用 (3)2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线 (4)2.8 淬透性 (5)2.9 渗碳热处理工艺规范 (5)2.10 钢的等温转变和连续冷却转变 (5)3 热处理工艺方案以及参数论述 (6)3.1 热处理工艺流程 (6)3.2 热处理工艺方案论证 (6)3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式 (6)3.2.2 热处理方案制定 (6)3.3 热处理方案 (7)3.3.1 正火 (7)3.3.2 正火工艺曲线 (8)3.3.3 正火冷却 (8)3.4 20CrMnMo的渗碳工艺 (8)3.4.1 渗碳的目的 (8)3.4.2 渗碳过程 (9)3.5 20CrMnMo的淬火工艺 (10)3.5.1 渗碳后一次重新加热淬火的目的 (10)3.5.2 淬火事项 (10)3.6 低温回火工艺 (11)3.6.1 回火的目的 (11)3.6.2 回火温度 (12)3.6.3 加热介质 (12)3.6.4 保温时间 (12)3.6.5 回火工艺曲线 (12)3.6.6 冷却方式 (13)4 总的热处理工艺曲线 (13)4.1 热处理总工艺曲线 (13)4.2 选择加热设备 (13)4.2.1 装置选择：井式电阻炉 (13)4.2.2井式炉示意图 (14)4.3.1 井式气体渗碳炉型号规格及技术数据 (14)5 工装图 (15)5.1 工装图及装件 (16)6 工序质量检验 (16)7 热处理工艺过程中常见缺陷分析 (17)7.1 常见的淬火及防护措施 (17)7.2 常见的渗碳缺陷及防护措施 (17)8 心得体会 (18)9 参考文献 (19)20CrMnMo齿轮热处理工艺设计1 绪论1.1 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。
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目录1 绪论 (1)1.1 热处理工艺课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务 (1)1.3 热处理工艺设计的方法 (1)2 热处理工艺课程设计内容和步骤 (1)2.1 课题工件简图 (1)2.2 技术要求： (2)2.3 特点 (2)2.4 适用范围 (2)2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo (3)2.6 化学成分作用 (3)2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线 (4)2.8 淬透性 (5)2.9 渗碳热处理工艺规范 (5)2.10 钢的等温转变和连续冷却转变 (5)3 热处理工艺方案以及参数论述 (6)3.1 热处理工艺流程 (6)3.2 热处理工艺方案论证 (6)3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式 (6)3.2.2 热处理方案制定 (6)3.3 热处理方案 (7)3.3.1 正火 (7)3.3.2 正火工艺曲线 (8)3.3.3 正火冷却 (8)3.4 20CrMnMo的渗碳工艺 (8)3.4.1 渗碳的目的 (8)3.4.2 渗碳过程 (9)3.5 20CrMnMo的淬火工艺 (10)3.5.1 渗碳后一次重新加热淬火的目的 (10)3.5.2 淬火事项 (10)3.6 低温回火工艺 (11)3.6.1 回火的目的 (11)3.6.2 回火温度 (12)3.6.3 加热介质 (12)3.6.4 保温时间 (12)3.6.5 回火工艺曲线 (12)3.6.6 冷却方式 (12)4 总的热处理工艺曲线 (13)4.1 热处理总工艺曲线 (13)4.2 选择加热设备 (13)4.2.1 装置选择：井式电阻炉 (13)4.2.2井式炉示意图 (14)4.3.1 井式气体渗碳炉型号规格及技术数据 (14)5 工装图 (15)5.1 工装图及装件 (15)6 工序质量检验 (16)7 热处理工艺过程中常见缺陷分析 (16)7.1 常见的淬火及防护措施 (16)7.2 常见的渗碳缺陷及防护措施 (17)8 心得体会 (18)9 参考文献 (18)20CrMnMo齿轮热处理工艺设计1 绪论1.1 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。
因此，本课程设计要求我们综合运用所学来的知识解决生产实践中的热处理文艺，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用，为何选用该设备温度调节，。
要求我们设计工艺流程，并且需要我们翻阅大量文献。
灵活运用书籍中的资料，精简知识，精要描绘并且完整体现出来，不能一蹴而就。
1.2 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。
1.3 热处理工艺设计的方法热处理工艺的最佳方案是在能够保证达到根据零件使用性能和由产品设计者提出的热处理技术要求的基础上，设计的一种高质量、低成本、低能耗、清洁、高效、精确的热处理工艺方法，通过综合经济技术分析，确定最佳热处理工艺方案。
最后，编写主要热处理工序的操作守则。
2 热处理工艺课程设计内容和步骤2.1 课题工件简图课题工件简图如图2.1图2.1 工件示意图（单位：mm）材料：20CrMnMo2.2 技术要求：1.由于齿面硬度很高，具有很强的抗点蚀和耐磨损性能；心部具有很好的韧性，表面经硬化后产生的残余应力，大大提高了齿根强度；一半齿面硬度范围56～63HRC。
2.简要流程：下料-锻造-正火-粗加工-渗碳-淬火-低温回火-精磨-成品。
2.3 特点1.加工性能好。
2.热处理畸变较大，热处理后应磨齿，可以获得高的精度。
2.4 适用范围广泛用于要求承载能力高，抗冲击性能好，精度高，体积小的中型一下齿轮，多出应用于汽车变速器，分动箱，起动机及驱动桥的各类齿轮以及拖拉机的动力传送装置的各类齿轮，20CrMnMo的性能要比20CrMnTi的性能相对较硬。
2.5 齿轮的性能要求及为何选用20CrMnMo为保证齿轮的正常工作,齿轮应具备以下主要性能:1.高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强。
除材料本身性能外，还可以依靠齿轮的表面强化处理来实现。
2.齿面具有高的硬度和耐磨性，以防止黏着磨损和应力磨损。
耐磨性的提高，主要依靠提高表面硬度和降低摩擦因数来实现。
3.齿轮心部具有足够的强度和韧性，以提高承载能力。
常用的渗碳钢有20CrMnMo，20CrMnTi。
本次设计我用的是20CrMnMo。
20CrMnMo淬火温度850℃，只需要一次，冷却方式与20CrMnTi一样，都采用油冷，一般可制造小雨300mm的高速，中载，受冲击和磨损的重要零件，适用于拖拉机变速箱齿轮，离合器轴和车辆上的主动轴，但某些方面优于20CrMnTi。
表2.1 20CrMnMo的化学成分[1]C Si Mn Cr Mo P,S Ni C0.17～0.23 0.17～0.370.90～1.201.10～1.400.20～0.30≤0.0.35 ≤0.30 ≤0.302.6 化学成分作用铬（Cr的影响）铬为碳化物形成元素。
它能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性；阻止晶粒长大，增加钢的淬透性，降低钢的临界冷却速度。
因而，使钢在热处理时，退火、正火、淬火的加热温度有所提高。
并使它在油中便能淬硬。
但它降低了钢的马氏体点，因而增加了钢残余奥氏体量。
使钢的奥氏体不稳定区域变为700-500℃和400-250℃。
提高了钢的硬度和强度，增加了钢在高温回火时强度降低的抗力。
钼（Mo的影响）提高钢的淬透性，热强性，有二次硬化的作用，能降低回火脆性。
锰（Mn）降低钢的Ac1和Ac3而使钢在热处理时的温度有所降低。
增加奥氏体的稳定性，降低钢的临界冷却速度，但它使参与奥氏体量增加。
可以减少钢在淬火时的变形和增加钢的强度和硬度。
使钢的回火脆性与晶粒长大的作用增大。
表2.2 20CrMnMo的热处理基本参数[2]临界温度Ac1Ac3Ar1Ar3Ms温度/℃710 830 620 740 --20CrMnMo属于亚共析钢，缓慢冷却到室温后的组织为铁素体+珠光体，从钢的分类来看，20CrMnMo钢属于高级渗碳结构钢，以加工和加热并且性能良好，强度，塑性和韧性都比较高，过热倾向小，无回火脆性，即可做渗碳钢使用，也可作为调质钢使用，渗碳淬火后具有较高的抗弯强度和耐磨性，但是磨削时容易产生裂纹，淬火以及低温挥霍具有良好的综合力学性能和低温冲击任性。
20CrMnMo钢采用低温回火，表面可获得60-65HRC的高硬度。
20CrMnMo的含碳量为0.2%属于低碳钢，渗碳时保证了碳元素的正常渗入。
钢中合金元素为Cr小于1.4%，Mn小于1.2%,Mo小于0.3%。
加工时要对20CrMnMo 进行表面渗碳处理，渗碳淬火后表面得到高谈马氏体，具有较高的耐磨性。
2.7 20CrMnMo钢的淬透性曲线如图2.2 20CrMnMo钢淬透性曲线图2.2 钢淬透性曲线[3]2.8 淬透性淬透性：淬透性随着淬火温度提高而增加，因为温度升高，奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。
但是如果温度过高，奥氏体晶粒过于粗大淬火后会产生开裂或者变形。
2.9 渗碳热处理工艺规范表2.3 渗碳热处理工艺规范[3]渗碳/℃淬火温度/℃淬火冷却/℃回火温度/℃回火冷却920～940 炉内降温至油冷180～200 空冷830～8502.10 钢的等温转变和连续冷却转变如图2.3 钢的等温转变图和连续冷却转变图2.3 钢的等温转变和连续冷却转变[3]3 热处理工艺方案以及参数论述3.1 热处理工艺流程简要流程：下料-锻造-正火-粗加工-渗碳-淬火-低温回火-精磨-成品。
3.2 热处理工艺方案论证3.2.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式表3.1 20CrMnMo处理温度以及冷却方式[4]正火渗碳870±10℃925±10℃35min2.5h空冷空冷低温回火160±10℃0.5h 空冷3.2.2 热处理方案制定20CrMnMo钢经热加工后,必须经过预备热处理来降低硬度,消除热加工时造成的组织缺陷,细化晶粒,改善组织,为最终热处理做好准备,对于20CrMnMo钢而言,正火可以细化晶粒,是组织均匀化,消除切削加工后的组织樱花现象和去除内应力.接着进行渗碳淬火,得到高强度,高硬度,高抗弯强度和耐磨性,满足加工齿轮的使用要求。
经过渗碳后,仅使表面层的含碳量提高0.7%～1.05%,仍达不到表层高硬度和耐磨的要求.因此,渗碳后还需要淬火和低温回火,使工件表层具有高的硬变和耐磨性.渗碳的目的是提高工件表面碳浓度,以便淬火后达到提高表面硬度和耐磨性的目的.渗碳后淬火加低温回火是达到表层高硬度的热处理方式,淬火后低温回火,表层得到回火马氏体组织,耐磨性达到较高水平,淬火的目的是提高硬度,淬火使得到尽量多的马氏体组织,得到高硬度,回火是为了马氏体二次分解形成索氏体,以便得到良好的机械性能。
3.3 热处理方案3.3.1 正火1.正火的目的①正火可以细化晶粒,使组织均匀化。
②消除切削加工后的组织硬化现象和去除内应力。
③消除共析钢中的网状硬化物,为热处理做好组织准备。
2.加热温度加热温度:870±10℃因为20CrMnMo是亚共析钢，钢中含有碳化物形成元素。
为使合金中难溶的特殊碳化物溶入奥氏体中，使奥氏体合金化程度增高，正火的加热温度为Ac3以上30～50℃，20CrMnMo的含碳量为0.20%，Ac3为830℃，所以将钢件的加热温度确定为870℃。
3.加热方式采用到温加热的方法,是指当炉温加热到指定的温度时,再将工件装进热处理炉进行加热,原因是加热速度过快,节约时间。
保温时间=保温时间系数×有效尺寸，保温时间用τ表示。
合金钢保温时间系数α（mm/min）保温时间=保温时间系数×装炉修正系数×工件厚度。
工件加热保温时间与加热介质，材料成分，炉温，工件的形状和大小，装炉量和装炉量等因素有关。
一般用经验公式来计算保温时间：保温时间=保温时间系数×装炉系数×工件的有效厚度。
合金结构钢选择750~900℃井式电阻炉加热的保温时间系数α选为1.5，装炉系数K一般选择1.4。