熱處理工藝課程設(shè)計-柱塞設(shè)計

1、1 前 言熱處理工藝是金屬材料工程的重要組成部分。通過熱處理可以改變材料的加工工藝性能，充分發(fā)揮材料的潛力，提高工件的使用壽命。這次課程設(shè)計是在材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬熱處理工藝學(xué)、金屬力學(xué)性能、失效分析等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，是理論與實踐相結(jié)合的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該課程設(shè)計我們在綜合運用所學(xué)專業(yè)知識能力方面得到訓(xùn)練，學(xué)會獨立分析問題和解決問題的方法，提高工程意識和工程設(shè)計能力。總的來說本次熱處理與工藝課程設(shè)計的目的有（1）初步掌握典型零件部件生產(chǎn)工藝過程；（2）掌握典型零件的選材、熱處理原則和工藝指定原理；（3）理論聯(lián)系實際，綜合運用基礎(chǔ)課及專業(yè)課程多方面的知識去認(rèn)識和分析零部件熱處際問題，培養(yǎng)

2、解決問題的能力。熱處理工藝是機械加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它與工件設(shè)計及其他加工工藝之間存在密切關(guān)系。如何實現(xiàn)工件設(shè)計時提出的幾何形狀和加工精度，滿足設(shè)計時所要求的多種性能指標(biāo)，熱處理工藝制定的合理與否，有著至關(guān)重要的作用。設(shè)計熱處理工藝之前，應(yīng)該準(zhǔn)確分析零件圖，分析其工作條件，使用性能，技術(shù)要求等，才能為下一步材料的選擇做準(zhǔn)備。根據(jù)上一步的分析和對各種金屬材料的學(xué)習(xí)，選擇幾種常用材料，并進(jìn)行對比選擇，選出最佳的材料進(jìn)行下一步的工藝制定。要想對工藝設(shè)計合理的熱處理工藝，必須了解所選材料的合金化原理，相變溫度以及零件的服役條件，技術(shù)要求等，從而制定出合理的退火、正火、淬火、回火的工藝參數(shù)。此外合

3、理的選擇熱處理設(shè)備也是重點之一，準(zhǔn)確的選擇加熱和冷卻設(shè)備可以確保有效的利用資源!熱處理工藝的最佳方案可以保證零件可以達(dá)到所要求的使用性能及質(zhì)量穩(wěn)定可靠、工序簡單、管理方便、生產(chǎn)效率高、原材料消耗少、生產(chǎn)成本低廉，并能能到節(jié)能、環(huán)保的要求。但是單一的熱處理工藝方案通常情況是很難達(dá)到這幾個方面的要求，所以可以根據(jù)零件的技術(shù)要求，通過幾種熱處理工藝方案的合理結(jié)合達(dá)到。任何零件在進(jìn)行完熱處理工藝后都會產(chǎn)生各種程度的缺陷，所以最后的檢驗是非常必要的，通過檢驗才知道是否符合我們的技術(shù)要求，我們通過分析這種種因素后才能確定出一種最佳的方案。2 零件圖分析2.1零件的服役條件該零件是一個柱塞泵柱塞的零件，柱塞

4、和套筒是柴油機噴油泵最主要偶件，在使用是，燃油中的雜質(zhì)和磨料會隨同燃油以很高的壓力和流速沖刷柱塞副的工作表面并造成異常磨損。柱塞的主要功能是傳遞小動力，其工作時需要承受不大的沖擊載荷，不過要求有較高的強度和剛度。由于表面會磨損。所以必須有足夠的硬度和耐磨性。2.2零件的性能要求柱塞在使用過程中要求表面硬度高。為滿足這一要求，可選用含碳量較低的合金結(jié)構(gòu)鋼，通過表面滲碳淬火，表面具有較高硬度，而芯部硬度不高，具有較高韌性。3 材料的選擇3.1選材20CrMnTi是低碳合金鋼，該鋼具有較高的機械性能，在滲碳淬火低溫回火后，表面硬度為5862HRC，芯部硬度為3045HRC。此外，20CrMnTi的工

5、藝性能較好，由于合金元素Ti的影響，對過熱不敏感，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較快，過渡層較均勻，滲碳淬火后變形小，適合于制造承受高速中載及沖擊、摩擦的重要零件。因此根據(jù)齒輪磨床主軸的工作條件選用20CrMnTi鋼是比較合適的。經(jīng)過910940滲碳，870淬火，180200回火后，機械性能：抗拉強度1100Mpa,屈服強度850Mpa,延伸率10，斷面收縮率45，沖擊韌性680，硬度為5862HRC3.2 20CrMnTi鋼化學(xué)成分及合金元素作用3.2.1 20CrMnTi鋼化學(xué)成分見下表C Mn Si Cr S0.170.23 0.81.10 0.170.37 1.001.30 0.

6、0353.2.2化學(xué)元素作用Cr元素: 主要是提高鋼的淬透性, Cr元素固溶強化基體組織，并改善基體組織的回火性和硬度。Mn元素：主要是提高鋼的淬透性，Mn元素從基體組織中擴散到析出的滲碳體中，形成合金滲碳體,改善其硬度。Ti元素：主要是為了細(xì)化晶粒。3.2.3 320CrMnTi鋼相變點相變點 Ac1 Ac3 Ar1溫度 730 820 6904 確定零件加工路線加工工藝主要包括機加工和熱處理工藝。機加工是指通過加工機械精確去除材料的加工工藝。它直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。熱處理是將金屬材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或

7、內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。工藝流程為：下料鍛造正火機加滲碳淬火回火機加5 熱處理工藝方法的選擇5.1 正火工藝的選擇5.1.1正火目的細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，以獲得珠光體+少量鐵素體組織。并使加工硬度適中，有利于切削。5.1.2加熱速度加熱速度主要與鋼的成分、工件的尺寸和形狀等因素有關(guān)。為防止變形開裂，應(yīng)該適當(dāng)控制加熱速度。碳鋼和低合金鋼的中、小件的加熱速度一般控制在100200/h；中、高合金鋼形狀復(fù)雜的或截面大的工件一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱或采用低溫入爐進(jìn)行隨爐升溫的加熱方式，溫度低于600700時加熱速度為3070/h，高于此溫度后控制在80100/h.根據(jù)本設(shè)計中的零

8、件尺寸及形狀的實際情況，采用低溫入爐加熱，加熱速度為50100/h能夠達(dá)到目的。5.1.3加熱溫度20CrMnTi鋼Ac3 約為825，通常的正火加熱溫度為Ac3+(3050) .在實際生產(chǎn)中，正火加熱溫度常常略高于上述溫度。為促使奧氏體均勻化，增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性,選擇的加熱溫度在920940。5.1.4保溫時間選定的依據(jù)：加熱時間可按下列公式進(jìn)行計算：T=aKD 。式中T為加熱時間（min），K反映裝爐時的修正系數(shù)，通過查手冊取K=1.4,a為加熱系數(shù)min/mm,可參見表4.1選取a=1.5-1.8，D為工件有效厚度（mm），工件厚度=（工件最厚處直徑+工件最薄處直徑）/2，可得D=2

9、3mm T=1.61.4(16+5+5+22+5+5)=58min60min 表2-7 碳鋼和合金鋼在各種介質(zhì)中的加熱系數(shù)（值) 鋼 材 每1mm有效厚度的加熱時間 空氣電阻爐 鹽浴爐 碳鋼 0.91.1min 2530s 合金鋼 1.31.6min 5060s 1520s（一次預(yù)熱） 高速鋼 - 815s（二次預(yù)熱）5.1.5冷卻速度冷卻速度對鋼退火后的組織與性能影響的一般規(guī)律是：冷卻速度越大，奧氏體分解溫度越低，則珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物越細(xì)，應(yīng)力越大，硬度越高。冷卻過慢，會出現(xiàn)大塊鐵素體，造成工件過軟。正火工件一般為空冷，對滲碳鋼及大件等正火有時采用吹風(fēng)冷卻，甚至噴霧冷卻。這里采用空冷。5.1.6

10、最終組織細(xì)珠光體+鐵素體 晶粒度：56級5.1.7正火工藝曲線空冷時間min93060min溫度 5.2滲碳工藝的制定5.2.1滲碳目的滲碳后淬火、回火，心部保持良好韌性的同時提高工件表面強度、硬度和耐磨性。5.2.2 加熱速度加熱速度主要與鋼的成分、工件的尺寸和形狀等因素有關(guān)。為防止變形開裂，應(yīng)該適當(dāng)控制加熱速度。碳鋼和低合金鋼的中、小件的加熱速度一般控制在100200/h；中、高合金鋼形狀復(fù)雜的或截面大的工件一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱或采用低溫入爐進(jìn)行隨爐升溫的加熱方式，溫度低于600700時加熱速度為3070/h，高于此溫度后控制在80100/h.根據(jù)本設(shè)計中的零件尺寸及形狀的實際情況，采用低溫入爐

11、加熱，加熱速度為50100/h能夠達(dá)到目的。5.2.3滲碳溫度 由式 D=0.162exp(-16575/T)可知，隨著滲碳溫度升高，碳在鋼中的擴散系數(shù)呈指數(shù)上升，滲碳速度加快；但滲碳溫度過高會造成晶粒長大，工件畸變增大，設(shè)備壽命降低等負(fù)面影響。所以滲碳溫度?？刂圃?00950。選擇氣體滲碳，加熱920940.5.2.4滲碳時間 滲碳深度d可按下式近似計算： d=kt-D/t-D/ 式中 d滲碳深度 k滲碳速度因子 t滲碳時間 D擴散系數(shù) 碳傳遞系數(shù)經(jīng)驗計算按0.150.2mm/h來計算時間。滲層為0.81.2mm,則滲碳時間T=57h5.2.5滲碳方法 甲醇-煤油滴注式滲碳法（甲醇為稀釋劑，

12、煤油為滲碳劑）。甲醇-煤油滴注劑中煤油的含量一般在15%30%范圍內(nèi)，高溫下甲醇的裂解產(chǎn)物H2O,CO2和CH4和C氧化，可使?fàn)t氣成分和碳勢保持在一定范圍內(nèi)，可以采用紅外儀進(jìn)行控制。 表6-3 常用有機液體的滲碳特性 名稱 分子式碳當(dāng)量/g碳氧比滲碳反應(yīng)式 用途甲醇 CH3OH - 1CH3OHCO+2H2稀釋劑乙醇 C2H5OH 46 2C2H5OHC+CO+3H2滲碳劑異丙醇C3H7OH303C3H7OH2C+CO+4H2強滲碳劑乙醚C2H5OC2H524,74C2H5OC2H53C+CO+5H2強滲碳劑丙醚CH3COCH3293CH3COCH32C+CO+3H2強滲碳劑乙酸乙酯CH3CO

13、OC2H3442CH3COOC2H33C+CO+5H2滲碳劑煤油航空煤油，燈用煤油 主要成分:C9-C14和C11-C17850以下裂解不充分，含有大量烯烴（乙烯，丙烯），容易產(chǎn)生炭黑和結(jié)焦。應(yīng)在900950使用，高溫下理論分解式為：n1(C11H24-C13H36)n2CH4+n2C+n3H2強滲碳劑 5.2.5冷卻方式 隨爐降溫或?qū)⒐ぜ浦恋葴夭壑蓄A(yù)冷，然后直接淬火。5.2.6滲碳后的組織 表面：碳化物+珠光體+鐵素體 心部：珠光體+鐵素體5.2.7滴注式滲碳操作要點及注意事項.滲碳工件表面不得有銹蝕、油污及其他污垢。.同一爐滲碳的工件，起材質(zhì)、技術(shù)要求、滲后熱處理方式應(yīng)相同。.裝料時應(yīng)保

14、證滲碳?xì)夥盏牧魍ā?爐蓋應(yīng)蓋緊，減少漏氣，爐內(nèi)保持正壓，廢氣應(yīng)點燃。.每爐都應(yīng)用鋼箔校正碳勢，特別是在用CO2紅外儀控制和采用煤油做滲碳劑時。.嚴(yán)禁在750以下向爐內(nèi)滴注任何有機溶液。每次滲碳完畢后，應(yīng)檢查滴注器閥門是否關(guān)緊，防止低溫下有機液體滴入爐內(nèi)造成爆炸。5 3淬火5 3。1淬火使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變，得到馬氏體（或貝氏體）組織。然后配合以不同溫度的回火，以提高工件的硬度、強韌性、彈性、耐蝕性和耐磨性等，獲得所需的力學(xué)性能。532淬火溫度 淬火溫度：760780 依據(jù)：20CrMnTi為低碳鋼，加熱溫度T=Ac1+3050.故為760780。533加熱時間和保溫時間的確定

15、：加熱與保溫時間由零件入爐到達(dá)指定工藝溫度所需升溫時間（1）、透熱時間（2）以及組織轉(zhuǎn)變所需時間（3）組成。1+2由設(shè)備功率、加熱介質(zhì)以及工件尺寸、裝爐數(shù)量等決定，3則與鋼材的成分、組織以及熱處理技術(shù)要求等有關(guān)。計算加熱時間一般由工件的“有效厚度”乘以加熱系數(shù)，即： t=kD t加熱時間（min或s） 加熱系數(shù)（min/mm或s/mm) D工件有效厚度（mm） K工件裝爐條件修正系數(shù)，通常用1.01.5計算得到加熱時間t=30mi 該公式是淬火加熱、保溫時間的經(jīng)驗公式，當(dāng)工件形狀簡單時，采用到溫如爐加熱方式，及公式計算出的時間為保溫時間。由于工件是滲碳后直接淬火，該公式計算的保溫時間依然適用。

16、534冷卻方式 選擇淬火冷卻方式為油淬，在保證淬硬層深度的前提下，減小工件變形開裂傾向。535淬火后組織 表面：高碳馬氏體+碳化物+殘余奧氏體 心部：低碳馬氏體+殘余奧氏體536淬火工藝曲線空冷溫度保溫57h時間直接淬火保溫510min20CrMnTi淬火工藝920-940滲碳 5.4回火54. 1回火目的低碳鋼回火時可以使馬氏體分解，轉(zhuǎn)變成回火馬氏體，淬火內(nèi)應(yīng)力得到部分消除，淬火時產(chǎn)生的微裂紋也大部分得到愈合。因此低溫回火可以在很少降低硬度的情況下使鋼的韌性得到顯著提高，并提高鋼的強度和耐磨性，使軸得到優(yōu)異的機械性能。并且可以穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，降低或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，

17、以減少工件的變形并防止開裂，從而保證工件的形狀、尺寸不變。542回火溫度回火溫度：16010.由于20CrMnTi鋼主軸要求表面具有很高的硬度、耐磨性，同時要求心部具有較好的塑性和韌性。因此低溫回火可以滿足性能要求，故選擇低溫回火。T取16010.543加熱方式采取到溫加熱方式，可以減少工件加熱時間，回火后硬度下降較低，即加熱到160后將工件放入電阻爐。545保溫時間保溫時間：90min. 空氣回火爐保溫時間表有效厚度/mm 20 2040 4060 6080 80100保溫時間/min 3060 6090 90120 120 150 150180546冷卻方式出爐空冷。547回火組織表面：回

18、火馬氏體+碳化物+殘余奧氏體。心部：回火馬氏體+殘余奧氏體。548回火工藝曲線溫度空冷150200時間20CrMnTi回火工藝曲線保溫90min 6 熱處理設(shè)備選擇6.1正火的設(shè)備根據(jù)工件尺寸及加熱溫度，參照手冊選取Rx3-30-9型中溫箱式電阻爐 中溫箱式電阻爐產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 型 號功率/kW電壓/V相數(shù)最高工作溫度/爐膛尺寸（長寬高）/mm爐溫850時的指標(biāo)空載損耗/kW空爐升溫時間/h最大裝載量/kRX3-15-915380195060030025052,580RX3-30-930380395095045035072,5806.2滲碳設(shè)備選用RQ3-15-9型號的井式氣體滲碳爐。 6

19、.3淬火設(shè)備 滲碳后的零件采用從滲碳溫度隨爐降溫到適宜的淬火溫度，經(jīng)一段保溫均熱后直接淬火（水或油）的熱處理工藝。因此淬火設(shè)備與滲碳爐相同。6.4回火設(shè)備為了防止工件回火時氧化采用真空回火爐.7 工裝設(shè)計（夾具、輔具等）熱處理夾具的選擇原則為：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。 符合經(jīng)濟要求：在保證零件熱處理質(zhì)量復(fù)合熱處理技術(shù)要求時，確保設(shè)備具有高的生產(chǎn)能力。夾具應(yīng)具有質(zhì)量輕，吸熱量少，熱強度高及使用壽 命長的特點。 符合使用要求：保證裝卸零件方便和操作安全。熱處理夾具： 由于柱塞零件尺寸較小，為92mm，屬于短軸，要求表面淬硬層有一定

20、深度，表面要完全淬透，又由于零件不易懸掛，因此可以將工件放在如下圖所示的掛具，在保證工件表面硬度和淬硬層要求的前提下又便于工件的取放，淬火所用墊具，掛具如下圖所示：7.2 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，以保證不阻礙加熱和冷卻，不影響介質(zhì)和氣氛的純度。以防零件出現(xiàn)軟點、滲層不均勻、組織不均勻等影響熱處理質(zhì)量的現(xiàn)象。熱處理后也常需清洗，以去除零件表面殘油、殘渣和炭黑等附著物，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。根據(jù)零件對清潔度要求、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)批量及工件外形尺寸選用相應(yīng)的清洗設(shè)備。一般清洗機常用于清除殘油和殘鹽，可分為間歇式和連續(xù)式

21、兩種。前者有清洗槽、室式清洗機，強力加壓噴射式清洗劑等；后者有傳送帶式清洗機及各類生產(chǎn)線、自動線配置的懸掛輸送鏈?zhǔn)?、鏈板式、推桿式和往復(fù)式等各類專用清洗設(shè)備。室式清洗機它主要用于批量不大的中小零件。輸送帶式清洗機，適用于批量較大的小型零件。根據(jù)生產(chǎn)特點，小批量的中小型零件，可以選用室內(nèi)清洗機。8 檢驗設(shè)備及方法選擇8.1 外觀檢查一般熱處理工件均用肉眼或低倍放大鏡觀察表面由無裂紋、燒傷、碰傷、麻點、腐蝕、銹斑等。重要工件檢查裂紋可用碰力、著色、超聲波探傷等方法。對表面允許噴砂鑄工件可浸油后噴砂直接觀察8.2 硬度檢查1.正火、退火、調(diào)質(zhì)零件的硬度檢查用布氏硬度計。滲碳包括滲層表面，防滲部位及心

22、部硬度，一般用洛氏硬度。淬火處理零件用洛氏硬度計。對于本件硬度檢查標(biāo)準(zhǔn)如下：預(yù)先熱處理：退火件檢查按圖紙或工藝文件規(guī)定的硬度值劑檢查方法進(jìn)行硬度檢查。最終熱處理：應(yīng)使硬度值達(dá)到所要求的5863HRC。2.如果上述硬度計無法檢驗時，用超聲波硬度計檢查。對于要求不嚴(yán)格的淬火件可用挫刀與標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行比較。 3.注意硬度檢查的位置，應(yīng)在零件的主要部位，根據(jù)工藝流程或由檢驗人員確定，一般為1-3處，每處不少于三點，但必須注意，不得破壞工作面。4.檢查硬度時應(yīng)正確操作硬度計。被檢驗零件表面必須平滑，不能有氧化皮或油污。檢驗前零件可用砂紙或挫刀磨光。打硬度時零件應(yīng)放平，使被測零件的被測面垂直于壓的軸線。8.

23、3 金相檢查低碳合金鋼正火后組織為均勻分布的珠光體和鐵素體。若組織中有點狀和細(xì)片狀珠光體及粗片狀珠光體，都是不正常組織。碳化物網(wǎng)要求小于等于2級，珠光體為25級。滲層碳化物的形態(tài)及分布，殘留奧氏體數(shù)量，有無反常組織。心部組織是否粗大及鐵素體是否超出技術(shù)要求等，一般在顯微鏡下400倍觀察。 淬火后一般得到馬氏體組織，由于奧氏體化溫度不同，馬氏體形態(tài)的大小不一樣，一般分為8級，1級屬于奧氏體化溫度偏低，淬火組織是是隱晶馬氏體+細(xì)針狀馬氏體和不大于5%的鐵素體。而8級屬于過熱組織，是粗大的板條狀馬氏體+片狀馬氏體。正常淬火是2至4級，其組織委細(xì)小的板條馬氏體+片狀馬氏體。之后用金相顯微鏡觀察，確定所

24、屬等級。8.4 滲層深度 打斷試樣，研磨拋光，用硝酸酒精溶液侵蝕直至顯出棕色滲碳層。用帶刻度尺的放大鏡測量。9 熱處理缺陷分析9.1 正火缺陷分析1.網(wǎng)狀碳化物過共析鋼正火冷卻速度不夠快時，碳化物呈網(wǎng)狀或斷續(xù)王狀分布在奧氏體晶界?？杉涌炖鋮s速度，采用鼓風(fēng)機冷卻等。2粗大魏氏體組織加熱溫度過高，奧氏體晶粒粗大，冷速又較快的中碳鋼中常出現(xiàn)粗大魏氏體組織，其鐵素體呈片狀羽毛或三角形分布在原奧氏體晶粒內(nèi)?？赏ㄟ^正火使晶粒細(xì)化。3.帶狀組織亞共析鋼中的鐵素體和珠光體呈帶狀交替分布。4.零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形零件形狀復(fù)雜，由于正火冷卻速度較快，使零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，甚至開裂?？刹扇⊥嘶鹣?。9

25、.2 滲碳缺陷分析 1.表層粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物。產(chǎn)生原因是：滲碳劑活性太高或滲碳保溫時間過長?？山档蜐B劑活性，當(dāng)滲層要求較深時，保溫后期是的那個降低滲劑活性。2.表層大量殘留奧氏體。產(chǎn)生原因是：淬火溫度過高，奧氏體中碳及合金元素含量較高?？山档蜐B碳劑活性，降低淬火溫度。3.滲層深度不夠。產(chǎn)生原因是：爐溫低；滲層活性低；爐子漏氣或滲碳劑的成分不正常。應(yīng)加強爐溫校驗，及爐氣成分或滲碳劑成分的監(jiān)測。4.滲層過高。產(chǎn)生原因是：碳勢偏高，溫度過高或滲期太長、可降低碳勢，檢查爐溫。調(diào)整工藝。5.滲層深度不均勻。產(chǎn)生原因是：爐溫不均勻；爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良；升溫過程中工件表面氧化；炭黑在工件表面沉積；工件表面

26、氧化皮等沒有清理干凈。應(yīng)重新進(jìn)行熱處理6.開裂。是滲碳后慢冷時組織轉(zhuǎn)變不均勻所致。應(yīng)重新做。9.3淬火缺陷分析（1）形狀畸變。原因：1）加熱溫度不均勻，形成的熱應(yīng)力引起畸變。2）淬火冷卻的不同時性形成熱應(yīng)力和組織應(yīng)力引起畸變和殘余應(yīng)力松弛。減少畸變途徑：1）降低淬火加熱溫度；2）緩慢加熱或?qū)ぜA(yù)熱；3）靜止加熱法；4）采取等溫淬火或分級淬火等（2）淬火開裂。原因：1）冷卻不當(dāng)；2）嚴(yán)重表面脫碳引起網(wǎng)狀裂紋；3）淬火加熱溫度過高，引起晶粒粗化。4）過燒裂紋；5）淬火后未及時回火等防止裂紋措施：1）改進(jìn)工件結(jié)構(gòu)；2）正確進(jìn)行預(yù)先熱處理；3）合理選用淬火介質(zhì)和淬火方法等（3）硬度不足：原因及控制措

27、施如下表：序號淬火硬度不足的原因控制措施1介質(zhì)冷卻能力差，工件表面有鐵素體、非馬氏體組織1. 采用冷速較快的淬火介質(zhì)2. 適當(dāng)提高淬火加熱溫度2淬火加熱溫度低，或預(yù)冷時間長，淬火冷卻速度低，出現(xiàn)非馬氏體組織1. 確保淬火加熱溫度正常2. 減少預(yù)冷時間3亞共析鋼加熱不足有未溶解鐵素體嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時間和爐溫均勻性4碳鋼或低合金鋼采用油水雙介質(zhì)淬火時，在水中停留時間不足，或從水中提出零件后在空氣中停留時間過長嚴(yán)格控制零件在水中停留時間及操作規(guī)范5剛的淬透性差，工件截面尺寸大，不能淬硬采用淬透性好的鋼6高碳高合金鋼淬火加熱溫度高，殘余奧氏體穩(wěn)定化降低淬火加熱溫度或采用深冷處理7等溫時間過長，

28、引起奧氏體穩(wěn)定化嚴(yán)格控制分級或等溫時間8表面脫碳采用可控氣氛加熱或其他防脫碳措施9合金元素內(nèi)氧化，表層淬透性下降，出現(xiàn)非馬氏體組織1. 降低爐內(nèi)氣氛中氧化性組織含量2. 選用冷速快的淬火介質(zhì)9.4回火缺陷分析（1）回火硬度偏高。原因：回火溫度低，時間不夠；措施：調(diào)高回火溫度，延長回火時間。（2）回火硬度低。原因：回火溫度過高，淬火組織中由非馬氏體；措施：降低回火溫度，改進(jìn)淬火工藝，提高淬火硬度。（3）回火脆性。原因：在回火脆性區(qū)回火，回火后未快冷引起第二類回火脆性；措施：避免第一類回火脆性區(qū)回火，在第二類回火脆性區(qū)回火后快冷。（4）網(wǎng)狀裂紋。原因：回火加熱速度過快，表層產(chǎn)生多向拉應(yīng)力；措施：采

29、用較緩慢的回火加熱速度。10 結(jié)束語通過這次熱處理工藝設(shè)計，我在多方面都有所提高。完成這次課程設(shè)計的過程，是提供了一個自己把在課堂上學(xué)到的理論知識和實際生產(chǎn)相結(jié)合的一次實踐平臺。在完成設(shè)計的過程中，你需要考慮許多課堂上不需要考慮的東西比如說經(jīng)濟性、環(huán)保性等。同時不僅讓我們把以前學(xué)到的許多專業(yè)課的知識都復(fù)習(xí)了一遍，而且僅僅這些還不夠，我們還得到圖書館、到網(wǎng)上的資源數(shù)據(jù)庫里去查閱資料。通過分析零件圖，制定合適的工藝路線，分析工藝路線的可行性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，分析可能產(chǎn)生的缺陷并提供消除辦法，分析工藝過程中組織性能變化，制定預(yù)備處理和后續(xù)處理以及制定檢測方法等，讓我真正了解了一下一個零件生產(chǎn)出來前走

30、過的路，專業(yè)知識也在不知不覺中得到了提高。同時，也讓我看到了自己的不足，理論聯(lián)系實際能力欠缺，分析問題能力欠缺，專業(yè)知識水平欠缺，今后還得更加努力的學(xué)習(xí)，彌補自己的不足，才能使自己在將來的工作崗位上得心應(yīng)手。課程設(shè)計是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。我們今天進(jìn)行課程設(shè)計，實際上就是在學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。附：工藝卡片柱塞處理工藝卡零件名稱：柱塞熱處理工藝卡片處理前要求：要求工件潔凈，形狀無突變，并且對厚度小的地方采用防護(hù)措施。零件號：13材料：20CrMnTi工序號：裝爐方法及數(shù)量：放入掛具 小批量 墊具 小批量熱處理技術(shù)要求：

31、硬度：表面：58-63芯部：無要求硬化層深度0.8-1.2mm熱處理工藝曲線：空冷空冷淬火空冷回火1.5h滲碳5-7h正火60min160-200920940920940工步號名稱設(shè)備工裝、夾具加 熱保 溫冷 卻零件圖：溫度/時間/min溫度/時間/min介質(zhì)溫度/1正火中溫箱式電阻爐RX3-15-9裝料盤920940920-94060空氣2滲碳RQ2-25-6井式爐掛具920940920940300至420坑冷3淬火直接淬火770-790770-7905至10空冷4回火中溫箱式電阻爐RX3-15-9裝料盤160-200160-20090空冷備注：擬定者： 日期：2012-1-4審核者：參考文獻(xiàn)1中國機械工程學(xué)會熱處理專業(yè)分會編.熱