热处理课程设计课程设计--螺纹磨床丝杠热处理工艺设计

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1、1课程设计(说明书)螺纹磨床丝杠热处理工艺设计学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程姓名：学号：指导教师：2013年7月11设计任务目录第21页设计任务一、热处理工艺课程设计的意义及目的┈┈┈┈┈┈┈┈1二、设计任务2.1给定零件┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22.2技术要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22.3选材论证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3三、热处理工序3.1工艺流程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43.2热处理工艺参数设定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4四工艺曲线五、热处理后检验5.1热处理后检验方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1

2、05.2热处理规范及操作守则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11六、热处理材料组织、性能分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14七、加热设备┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈19八、心得体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20九、参考书籍┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22十、热处理工艺卡┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22第21页第21页一、热处理工艺课程设计的目的及意义热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的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热处理知识去解决工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。

3、2、学习热处理工艺课程设计的一般方法，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、设计任务：2.1给定零件：2.2技术要求:淬火后硬度≥56HRc,淬硬层深5.5—6mm，径向圆跳动≤0.7mm;2.3选材9Mn2V选材论证：第21页丝杠精度等级及工作条件钢号热处理普通精度（7级及其以下）轻载45,50正火或调质Y45MnV中载40Cr,45,Y40Mn碳氮共渗，硫氮碳共渗高精度（6级及其以上）轻载T10A,T12A,45,40Cr调质，球化退火重载9Mn2V,CrWMn,T12A淬火38C

4、rMoAlA,35CrMo,20CrMnTi渗氮高温0Cr17Ni4Cu4Nb固溶处理+时效丝杠整体要有一定的刚度和强度，在工作中不能产生大的挠度和塑性变形，因此必须具有较好的综合力学性能和高的尺寸稳定性。同时其相关工作部位（滚道、轴径）也要求具有高的磨损抗力，高的接触疲劳强度即具有高硬度、高强度与足够的耐磨性。还要求丝杠在工作过程中，具有传动灵敏、平稳、定位精度和重复精度高等要求；对于在腐蚀介质和较高温度下工作的丝杠，还要求具有耐腐蚀和耐热性等。螺纹磨床丝杠高精度时，对工作频繁又能承重载时选用9Mn2V。由于9Mn2V钢淬透性好,淬火畸变倾向小,淬火硬度高(可达58H

5、RC以上),加工的表面粗糙度值低、磨削裂纹倾向小,因此选用9Mn2V钢制造螺纹磨床丝杠可以保证其耐磨性和尺寸稳定性。和碳素工具钢相比，低合金工具钢的淬透性比较高，热处理变形较小，耐磨性较好，所以可以制造工具尺寸较大、形状比较复杂。精度要求相对较高的模具。9Mn2V钢中由于含较多的Mn元素，提高了淬透性，该钢的油淬临界直径约为30mm。Mn的存在使马氏体相变临界点Ms降低，在室温下有比较多的残余奥氏体（约20%~22%），所以淬火时变形比较小。适量的V能克服Mn的缺点，降低钢的过热敏感性，细化晶粒，并且少量的VC碳化物提高了钢的耐磨性。可以克服T10钢的淬透性低、变形大的

6、缺点，又没有CrWMn钢的网状碳化物难以消除的缺陷。第21页9Mn2V钢的化学成分钢号CSiMnVPS9Mn2V0.85~0.95≤0.401.70~2.000.10~0.25≤0.030≤0.0303热处理工序3.1工艺流程下料→调质处理→粗车及粗磨外圆→中频感应加热表面淬火→热矫直→深冷处理→低温回火→磨外圆、粗磨螺纹→低温时效→精磨→低温时效→研磨及超精磨。3.2热处理工艺参数设定3.2.1调质处理：调质处理目的：消除工件表面淬硬层内的游离铁素体，均匀组织，是工件整体获得良好的综合力学性能。加热方法：热炉装料。理由：缩短加热时间，节省能源。加热介质：盐浴加热。理由

7、：减小开裂倾向。淬火加热温度为780~820℃。淬火加热温度确定依据：9Mn2V为过共析钢低合金工具钢，淬火加热温度在Ac1~Accm范围时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化加热温度物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且有很好的韧性。如果淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。因此加热温度设定为780~820℃。第21页保温