热处理毕业设计.doc

沈阳职业技术学院 专业综合能力考核（论文）目 录1.1矫直机锥柄立铣刀工艺.31.1.1立铣刀的服役条件及性能要求.31.1.2立铣刀的主要失效形式.31.2.1锥柄立铣刀的最后热处理方式及选择的钢材.41.3.1矫直机的锥柄立铣刀的加工路线.41.4矫直机立铣刀的最后热处理.41.4.1下面对上表各不同温度区域内组织转变加以分析。.51.4.2淬火介质与冷却方式.61.4.3锥柄立铣刀的回火.6-81.5矫直机锥柄立铣刀在热处理时可能产生的缺陷成因及补救办法.81.6设备的选择.9-102.1镗杆套的工艺设计.112.1.1工作条件及受力分析、失效形式和金相组织及失效形式和金相组织.112.2最终热处理方式和选材.122.2.1热处理方式.122.2.2钢材的选择.122.3热处理工艺过程.132.3.1预先热处理.132.3.2调质处理.142.3.3回火.142.3.4最终热处理：淬火+低温回火.152.4热处理过程中的缺陷及防止.162.5淬火和回火的质量检验.173.1镗床传动轴的设计.183.1.1轴的服役条件和性能要求.183.1.2传动轴的失效形式.183.1.3传动轴的服役条件损坏形式的分析传动轴应是具备以下一些性能要求.183.1.4对传动轴提出具体的技术要求.183.2主轴及传动轴钢材选择及热处理方案的确定.193.2.1确定传动轴全厂加工路线；.193.2.2高涉淬火.203.2.3回火.213.3热处理最终检查检查：.223.4感应器设计.233.4.1感应器的基本参数选择.233.42感应器与零件的间隙.233.4.3感应器的形状和尺寸.234.1齿轮渗碳的热处理工艺规程.254.1.1齿轮的工作条件.254.1.2齿轮的主要失效形式.254.1.3齿轮的性能要求和技术条件.264.2齿轮的选材和热处理方案的选择.264.2.1齿轮的加工过程.264.2.2齿轮的预先热处理.264.2.3设备的选择.274.2.4渗碳工艺的确定及设备情况.27-284.2.5气体渗碳应注意的几个问题.294.2.6渗碳工艺的设备.29-304.3齿轮的检查.314.3.1中间检查.314.3.2最后检查.314.3.2最后检查.314.4分析齿轮热处理中的缺陷.31-364.5齿轮淬火的辅助工具.36-37矫直机锥柄立铣刀工艺卡片.38镗杆套的工艺卡片.39镗床传动轴的工艺卡片.40齿轮渗碳的热处理工艺卡片.41致谢.42参考文献.43第一章矫直机的锥柄立铣刀工艺1.1、矫直机锥柄立铣刀工艺1.1.1 立铣刀的服役条件及性能要求由于立铣刀是一种用来对金属材料进行铣孔的刀具其结构如上图油刃部和柄部组成，铣刀工作时刃部深入金属内部进行铣削，被金属包围散热困难，升温快，尤其是切削速度很高（400rad/min）刃部温度很快达到600左右。因此要求刃部要有高的硬度、耐磨性和红硬性要高。由于铣刀在很大的轴向压力下钻削，受大的压应力和扭转应力。因此要求具有一定的韧性和高的强度，由于刃部不断磨损，为了使铣刀能长久的使用，要求刃部应淬透。对于柄部来说，它不承担切削工作过程中挤压扭转。要求具有一定的韧度、强度和一定的硬度（一般为hrc3045）为保证铣刀良好的铣削要求立铣刀应有良好的几何形状，所以热处理时防止刀具的变形综上所述，矫直机的锥柄立铣刀的热处理技术条件是：1. 热处理硬度工作部分hrc6366。柄部为hrc3045。 2.金相组织中铣刀刃部应该是高碳，高合金度的网状马氏体基体其上分布着细小均匀稳定的合金碳化物组织。3.红硬性在600时的硬度在hrc60以上4. 圆周刃外锥锥度允差0.025.刻标距为503606.圆周刃对中心线径向跳动相邻齿允差0.031.1.2主要失效形式1刀具的磨粒磨损：磨粒磨损是因为工件材料磨擦划过刀具的主后刀面而造成的2月牙洼磨损：月牙洼磨损是由钢制工件与铣刀之间的化学作用(即刀具前刀面渗出的碳溶入切屑中)引起的。不过，月牙洼磨损也有可能是由高速切削铸铁时切屑划过刀具前刀面的磨蚀作用所引起。3沟槽磨损：刀具产生沟槽磨损的原因通常是在全切深情况下被加工工件表面某处的切削条件与其余部分相比发生恶化造成的。导致工件表面切削条件出现差异的原因可能与工件表面剥落有关；也可能由冷作应力或加工硬化所引起；还有可能与某些似乎无关紧要的因素例如油漆有关，工件表面的油漆有可能对切入工件不太深的切削刃起到一种淬火作用。4变形：刀具的变形是指刀片在切削热和切削压力的作用下发生软化和扭曲变形。5崩刃和碎裂：因为切削刃的脆性过大，难以承受切削冲击而发生碎片崩裂。6热裂纹与冷却液有关当倾注到切削刃上的冷却液不均匀时，切削刃的温度就会发生波动，引起刀片膨胀和收缩，从而导致切削刃出现裂纹。1.2.1锥柄立铣刀的最后热处理方式及选择的钢材根据上述的性能要求和技术要求。故立铣刀应采用高速钢w18gr4v作为铣刀的工作部分。柄部采用45钢制造就可满足性能要求。刀头和刃部可用接刃的方法。刀具的最后热处理方式选用刃部淬火并经回火处理满足零件的技术要求和性能要求。钢材的入厂检查高速钢的原材料可标准yb1259技术条件验收，主要的项目及要求如下： 钢材的表面质量，不应有裂纹，折叠、结疤和发纹。断口或侵酸检查断口晶粒应均匀细致。低倍组织中不应有缩孔，气泡，夹杂，白点等。退火状态钢的硬度。锻造用钢：hbs285207.切削用钢：hbs225207。化学成分应符合刀具热处理中表1-3的要求。脱碳层深度。单边总脱碳层0.70mm。碳化物不均匀性，直径50mm的立铣刀为5级。1.3.1矫直机的锥柄立铣刀的加工路线钢材的入厂检查下料锻造焊接与退火机械加工成型最后热处理刃磨立铣刀的焊接与退火在最终热处理之前要进行预先辅助热处理时柄部与刃部的焊接与退火。刃部和柄部的焊接在对焊机上进行焊接后，焊缝与热影响区的热应力很大，组织也不均匀，性能较差，为了消除应力，改善组织性能， 焊接后进行退火，把棒料投入已升温至700800的退火炉中，待炉料集中后，在加热至退火温度870880，经保温后冷至730740进行等温转变。以获得等温转变组织。w18gr4v钢在电炉中的退火工艺曲线如下图退火后的硬度标准为：hb207255.1.4矫直机立铣刀的最后热处理锥柄立铣刀加工成型后的热处理器路线是刃部柄部淬火清洗中间检查回火清洗检验喷砂、交检高速钢的淬火主要是通过加热是尽可能多的碳及合金元素溶入奥氏体中冷却后得到合金度很高的马氏体组织从而获得高的红硬性和耐磨性打下基础。淬火预热由于高速钢的导热性很差，而淬火温度却很高，为减少加热时产生的内应力，同时也为避免因冷却工件放入热炉时影响炉温，因此要进行两次预热处理。a第一次预热温度为500600低温预热设备为y-45型低温盐炉。预热时间按0.8分/min计算，故为500.840min(盐炉)。、b第二次预热（中温预热）温度为800850预热时间按0.40.6分/min计算，故取20min盐炉这次预热保温时间不应该太长，以防止碳化物的稳定。高温加热淬火，当温度达到840后应立即将铣刀柄部放入水中冷却，然后马上拿出放在高温炉中对刃部进行加热，加热时为避免热量上传影响刀柄部的性能应使盐浴面低于焊缝10mm。为防止刃具在加热时的变形在盐浴炉中加热时，应采用铁丝吊挂垂直的加热。 淬火温度的选择，为了使高速钢获得高的硬度和红硬性，较好的韧性应将淬火加热温度取在碳化物最大限度的溶入奥氏体而同时又不致使晶粒过分长大的温度区内。若加热温度过高，会导致过热，甚至发生晶界局部溶化。严重的过热过烧会是钢变得极脆，故高速钢的最佳加热温度为12701280范围内，加热时要经常注意脱氧和捞渣高温炉的成分见表 淬火加热时间高温加热时间的选择应保证刃具热透并使合金碳化物充分溶解，又不引起晶粒粗大为原则。加热时间过长会引起晶粒粗大和脱碳等倾向。一般高速钢刃具的加热时间系数取盐炉加热为6-5秒/毫米按有效厚度计算50300秒故为5分钟。淬火冷却 高速钢冷却时的组织转变，冷却时的组织转变取决于高温加热时所造成的奥氏体的合金度又取决于随后的冷却条件下图是w18gr4v钢在1280奥氏体化后的奥氏体等温转变曲线：1.4.1下面对上表各不同温度区域内组织转变加以分析。1) 临界点以上区域（珠光体转变区以上），高速钢从淬火温度冷却下来由于碳合金元素在奥氏体中的溶解度随温度的下降而下降，二次碳化物有自奥氏体中析出的倾向。如果在这个温度范围内，冷却速度较慢或停留过长，就会戏出儿次碳化物而次碳化物的析出，会降低奥氏体的合金度，从而影响钢的红硬性。因此应该控制在这段范围内的冷却速度和冷却时间。2) 珠光体转变区（800650）在此范围内奥氏体发生珠光体型转变，并伴有二次碳化物的析出，为避免二次碳化物的析出，在675以上停留的时间不能太长。3) 过冷奥氏体的稳定区(650350)早此温度范围内即使长时间等温停留，奥氏体也不会分解，但在这个温度的上限600650之间停留时间过长，仍会发生而次碳化物析出，应予注意。4) 贝氏体转变区（350175），在此温度范围内等温停留，将发生贝氏体的转变。贝氏体等温转变开始较慢，之后逐渐加快，例如在停留36小时后才看到贝氏体显著出现，但转变一段时间以后又重新变慢，并逐渐衰减，转变不能进行到底。在贝氏体的转变过程中，由于析出的碳化物是渗碳体型碳化物，所以基本上不影响奥氏体的合金度，因而也不降低刚的红硬性，贝氏体等温转变的最大特点是引起奥氏体的稳定化，并降低马氏体转变点ms。因此转变后钢中有大量的残余奥实体存在。5) 马氏体转变区（ms点以下）高速钢的马氏体转变点（ms和mf）与钢的化学成分、奥氏体化温度和冷却条件有关。大多数高速钢在正常温度淬火的ms点约为200左右，油淬后的奥氏体量在20%25%范围内，若经-70-80冷处理后尚有5%8%的残余奥实体。1.4.2淬火介质与冷却方式从奥氏体的等温转变曲线看高速钢的奥氏体稳定性很大，因此采用分级淬火和等温淬火a 第一次分级淬火即加热后的工件在580620的低温中性盐浴炉中进行保温一段时间（保温时间与加热时间相同）。b （二次分级淬火，即从580620盐浴炉中后再与350400硝盐炉中保温一段时间约20分钟左右分级淬火的优点是可以防止二次碳化物的析出，并减少矫直机锥柄立铣 刀的变形和开裂。c 等温淬火，为了进一步减少变形并提高韧性因此要进行等温淬火，常采用的等温温度为200280加热时间为1.52h淬火后约获得50%的贝氏体和大量的残余奥氏体因此淬火后的硬度比普通淬火稍低淬火变形开裂倾向很低。下表是高速钢的立铣刀热处理盐浴成分的配比用途盐浴成分（%按重量计算）熔点（）使用温度范围（）中温预热78bacl2+22nacl640675900高温盐浴100bacl296010001350分级冷却50 bacl2+30kcl+20 nacl560580650等温冷却50kcl+50nano2140150350回火100nacl或（100nano3）再加24%的naoh317350600清洗刀具的表面，立铣刀淬火后要进行硬度检查，要求硬度值在hrc6163之间，并检查晶粒度碳化物均匀性，以及脱碳情况。然后清洗工件表面，用砂布铁刷等工具去除表面的油污。1.4.3锥柄立铣刀的回火w18gr4v钢的淬火后组织处于不稳定状态，内应力大，残余奥氏体多，硬度及红硬性降低。若不及时回火容易崩刃折断等现象。为了为消除内应力，稳定组织减少残余奥氏体量，提高硬度，刃磨性和红硬性需要淬火后及时回火。回火可在硝盐炉中进行，加热温度在550570之间，因为在此温度范围内回火一方面自马氏体及残余奥氏体中析出弥散度很高，极不容易聚集的钨和矾的碳化物出现出现明显的弥散硬化现象。另一方面残余奥氏体由于在回火过程中不断析出碳化物，其中的含碳量和合金元素的含量都降低从而提高了马氏体转变温度的ms和mf点造成。在此温度回火的冷却过程中转变马士体出现“二次淬火”现象上述两方面的作用都大大的提高了钢的硬度。即产生了所谓的二次硬化效应，咋550570温度范围内这种效应达到最大值，故选用550570我为回火温度回火工艺科选用三次回火工艺且回火时必须注意清洗去除工件表面的盐渍，并进行硬度和金相组织的检查要求硬度再hrc6366之间（1） 第一次回火 由于回火后残余奥氏体量多第一次回火仅有15%左右的残余奥氏体量发生转变为马氏体。同时新生成的马氏体有必然有新的内应力。所以要进行第二次回火。（2） 第二次回火 残余奥氏体量转变更少，由于同样原因，所以要进行第三次回火。（3） 第三次回火 这次回火之后性能达到了刃具的要求回火后的组织为回火马氏体。下表为w18gr4v钢立铣刀回火工艺工艺方法回火规范备注温度（）时间（h）次数冷却回火55057011.53空至室温下图为w18gr4v钢性能及残余奥氏体量的影响（4） 回火设备的选用就炉温的均匀性和加热速度来内热式电极盐浴炉最好，可选用rtj-36-6型的炉子回火，回火时必须注意以下几点：a 装炉时工件应50b 严防硝盐腐蚀工件而产生麻点，为此在硝盐中加入24%naoh并且尽量减少氯离子的含量我们知道在高温时（520）硝盐会发生分解2nano3na2o+2n+5o其中na2o会沉入炉底，额氧原子会把工件表面氧化成黑色，随着温度的升高nano3 的分解更加激烈，若高于600刃具表面就会产生大块腐蚀的麻点。一般硝盐回火温度不高于600，硝盐在回火的另一个反应是nano3 +h2o(吸收水分)naoh+hno3因为硝酸是氧化性极强的酸，它使工件表面的氧化大量增加，加入适加入量的24%naoh促使反应向左移动，减少硝盐中的hno3。如果硝盐中存在大量的氯离，子，将使高速钢刀具的表面的回火后产生强烈的化学腐蚀，温度越高腐蚀越严重，有的刀具表面有大量大块麻点存在，这是由于刀具表面氯化盐没有洗净，而在硝盐回火时存在大量的氯离子所引起的为了减少回火硝酸盐中的氯离子必须严防氯化盐的大量融入，刀具表面氯化盐必须清理干净，并且定时扒渣。（扒渣时定时降温使渣沉淀，而后慢慢的扒出）。c 必须注意安全湿的工件要烘干入炉，防止硝盐飞溅伤人。油污木炭及氯化物不能大量排入炉内，否则易燃烧甚至引起爆炸，硝盐炉温度应控制在600以下温度过高硝盐会燃烧甚至发生爆炸）。w18gr4v钢的热处理工艺曲线1.5矫直机锥柄立铣刀在热处理时可能产生的缺陷成因及补救办。1过热：原因：由于加热温度过高，使晶粒明显长大，以致冷却后工件的组织粗化，力学性能变坏，特别是冲击韧性，塑性显著下降，钢的屈服点降低，钢的脆性增加。防止：可以采取完全退火或正火的方法纠正，使晶粒重新细化。2过烧：原因：晶界局部熔化，加热温度接近开始熔化的温度，加热过程中从钢材里冒出火花，在晶界氧化和开始部分熔化，过烧一旦出现则无法补救。3变形、开裂：原因：淬火加热速度太快；冷却速度太快，加热温度过高、过长原材料碳化物偏析严重、夹杂物超标、淬火后未及时回火或回火不均匀，淬火后清洗过早表面脱碳或切削加工冷却不当。防止：正确选择加热温度、时间和介质，加强原材料检查正确执行各工艺流程。4腐蚀：原因：盐浴中含有过多的杂质如硫酸钠、碳酸钠等，盐浴加热过程中混入硝酸，其分解出的氧与零件的表面作用产生麻点，盐夜面存在腐蚀性的介质。防止：严格控制淬火和回火用盐的纯度防止杂质的混入；杜绝硝盐和淬火盐的接触；清理盐浴表面的浮渣等氧化性杂质；分级介质采用氯盐，但不宜用吸水性强、难于清洗的氯化钙。5硬度不足：原因：零件加热不足或欠热；零件的过程；零件的冷却速度不够，零件按表面脱碳；热处理过程中操作不当。防止：严格执行热处理工艺，确保淬火温度和时间符合要求，必要时进行金相检查。选择合理的预热温度和时间；合理装炉，避免造成淬火硬度的不均。采用盐浴或油回火，并加以搅拌使其流动，确保回火温度的均匀一致。6淬火脱碳：原因：在盐浴加热过程中，水分氧化及杂质含量超标标；加剧或电极上的氧化皮，铁锈等带入炉膛内；炉内硝盐的带入、脱氧不良或捞渣不彻底。防止：经常进行盐炉脱氧和捞渣；保证工件表面清洁。7萘状断口：加热工时停锻或停轧温度太高，变形接近临界变形度重新淬火前未进行退火。1.6设备的选择淬火加热锥柄立铣刀用高温盐浴炉其规格如及性能下表ryd埋入型电极盐浴炉型号数量功率炉膛尺寸使用温度用途ryd-100-9111003003506001300cuijuo淬火加热ryd-100-9(改)用zusg-100-3型变压器drz-100型控温仪表经盐浴处理的工件一律在80100 c的热水中煮洗干净。柄部1、 正火所用设备：rj409炉膛尺寸600 800mm加热区：1个最大一次装载量350kg。温度控制：镍铬镍硅热电偶和xct101动圈式仪表各12、 调质所用设备：45kw的中温盐炉，介质为50bacl250nacl。装炉量：6件仪表：wy14型控温仪表回火所用设备：rj356炉膛尺寸500650mm，最大一次装载量250kg装炉量：17件控温仪表：drz100型圆筒图控温仪表刃部1、 预热设备：第一次预热采用rdm456型低温盐浴炉第二次预热采用工作温度950的中温盐浴炉功率为70kw温度控制：用drz100型控温仪表2回火设备：采用rj366控温仪表：drz100型圆筒图控温仪表第二章镗杆套的热处理工艺设计2.1镗杆套的工艺设计2.1.1工作条件及受力分析、失效形式和金相组织1工作条件及受力分析 镗杆套的作用是套在镗杆的外部，是为了防止镗杆磨损，以提高镗杆的尺寸精度。这样才能使加工的工件尺寸精度得到保证，在工作过程中，镗杆套内孔过盈配合。使外缘与配合外直径较大的滑动磨损，且当镗杆镗孔时，受力不均匀，还会对镗杆套有冲击作用。2.失效形式和金相组织 外缘磨损严重：滚体与内、外套圈之间除滚动外，还有相对滑动，因而产生滚 动摩擦和滑动摩擦，轴承因磨损严重而丧失精度。 疲劳断裂：滚动轴承的内外套圈及滚动体都是在交变的接触应力下工作的。在 交变接触载荷长期作用下。在套圈和滚动体表面因疲劳而产生疲劳 破坏，即表面出现小块金属剥落。形成空洞（麻点）。疲劳剥落出 现后，轴承噪音和振动增大，磨损加剧，工作温度上升，最后导致 轴承破坏。 金相组织：滚动轴承在使用状态下的金相组织最好是在高碳隐晶马氏体基体上均匀 分布着细小分散的碳化物颗粒。为保证轴承尺寸的稳定性，显微组织中 的残余奥氏体数量尽量减少。3性能要求 根据工作条件和失效形式对材料提出以下要求 高的淬硬性和足够的淬透性。 高的接触疲劳强度和抗压强度 足够的尺寸稳定性。 一定的抗蚀能力和冲击韧度。 足够的耐磨性和良好的工艺性能4技术要求 调质硬度：hb299285 淬火硬度：hrc5862 淬火后内孔最大直径1090.32.2最终热处理方式和选材2.2.1热处理方式：由于镗杆套在工作过程中要求硬度低，耐磨性较高，应采用高碳钢，调质在淬火加热回火得到较高的硬度，耐磨性和良好的机械性能。如用 渗碳钢淬火后，制成镗杆套，硬度和耐磨性好，但生产周期长，生产效率低，因套壁较薄，工艺控制不当，如用高速钢或刃具钢淬火后低温回火，性能好但价格贵，不经济。用调质钢高频淬火后，硬度高但耐磨性差，所以用高碳钢加入合金元素，提高淬透性，碳化物均匀性与性能。调质以后淬火+低温回火，热处理工艺为了避免在淬火过程中氧化脱碳，采用盐浴炉。2.2.2钢材的选择 若先用高碳，碳素，结构钢和t10、t12作为镗杆套的材料，虽然能够得到 高的硬度和耐磨性，但它的韧性和抗疲劳裂纹能力差，工作中易断裂。从工艺 上考虑，碳素钢容易晶粒长大，淬火时变形量差，尺寸稳定性差，所以碳素结 构钢不宜做镗杆套。所选材料的加工工艺性能好，要得到稳定的组织和高的硬 度、耐磨性、接触疲劳强度较高，在润滑条件下，具有一定的防锈性能，冲击 也满足服役条件，且经济性也好。可见选用轴承钢可以满足性能要求，又便于 加工，所以用滚动轴承钢做镗杆套合适，滚动轴承钢gcr15最常用，gcr6和gcr9 两号因其含鉻量低，淬透性差，淬火容易出现托氏体，造成硬度不均匀及产生 软点，故选用gcr15。gcr15化学成分钢号化学成分wc100wsi100wmn100wcr100wni100wcu100gcr150.951.050.150.350.200.401.301.600.300.25高碳：为了镗杆套在淬火和低温回火后得到高硬度高耐磨性和高的接触疲劳性能。一般将此控制在0.70.8以上，含碳量太低无法形成足够数量的碳化物，含碳量过高，会增加碳化物分布的不均匀性，容易生成网状碳化物。影响疲劳寿命。故铬轴承钢中wc一般为0.951.15。铬： w、cr小于1.65铬除了可以增加淬透性外，部分溶于渗碳体。形成较稳定的合金渗碳体。热处理后得到细小均匀的碳化物。对钢的耐磨性，尤其是接触疲劳强度十分有利。铬还能提高m的低温回火稳定性。热处理后得到均匀的组织及高的硬度。从而有效的提高钢的耐磨性。但如果钢中wcr超过1.65则会使淬火后残余a量增加使硬度和尺寸稳定性降低。硅、锰： 进一步提高淬透性。但是mn会增加钢的过热倾向。含量过高会引起残余a量增加。si元素会增加钢中的氧化夹杂，故需要加以限制。一般wmn控制在0.901.20。wsi控制在0.400.70之间。gcr15钢的临界点：钢号ac1ar1acmgcr157357657009002.3热处理工艺过程全厂加工过程：备料锻造退火粗车调质检查（布氏硬度）精加工淬火 清洗回火检查（洛氏硬度）精磨防锈装配1锻造：锻造是零件初步成形的过程之一。这样还可减少加工余量，达到节约金属，降低成本。锻造的另一个作用是：减少或降低组织的方向性，减少网状碳化物量，锻造后的组织为细片状珠光体。始锻温度： (1)1150(1120)终缎温度：850(800)度。 (2)锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。 (3)温加工时，应避免200400度的蓝脆区。热加工时，应避免进入高温脆 区(大于1250)。应尽量避免进入热脆区(800950度)。2.3.1预先热处理：a球化退火：gcr15钢按正常工艺规范锻造后得到的是细片状珠光体组织，硬度较高达225340hbs难于切削加工，淬火温度波动范围较窄，容易过热。故需进行球化退火。 组织：细球状珠光体组织 目的：退火后得到的组织硬度较低180207hbs易于切削加工，表面光洁程度较高；球状太话务不易溶入奥氏体，故淬火加热温度范围较宽，过热倾向小。 工艺参数 ：加热温度： 球化退火温度一般采用ac1(2050) ,780810而790被认为最适宜的温度，在此温度加热， 部分碳化物溶解，细链状碳化物也可以消除，如果加热度 过高，奥氏体成分均匀，未溶解碳化物量过少，冷却时结 晶核心减少，形成的珠光体将呈片状，如果退火温度过低， 片状珠光体溶解得不充分，奥氏体成分很不均匀，则冷过 程中，碳化物沿原片层析出或呈细小的链状。 保温时间：正常锻造组织的gcr15钢在780时，珠光体向奥氏体转变在510min内可完成。适当延长时间，可降低网状碳化物的级别，由于装炉量较大，退火时间一般在生产上常用3 6h保温。 退火冷却：球化退火冷却速度决定了碳化物的分散度，冷却速度大时，珠光体转变的形核概率增加，会形成大量极细密的碳化物， 硬度较高； 冷却速度低时，则形成的颗粒较大的碳化物，硬度低，在实际生产中速度控制在1030h范围内，冷到600一下时。可以出炉空冷硬度低于210hbs设备：中温箱式电阻炉夹具设计：退火质量检验:退火后应在炉子的不同位置上选取试样，根据jb125581，滚铬钢滚动轴 零件热处理质量标准进行显微组织、硬度及脱碳层的检查。 显微组织。按第一级别图对球化组织进行评级，24级为合格。 硬度。gcr15钢为170207hbs。 碳化物网。按第三级别图评定，2.5级为合格。 脱碳层深度。不得超过车削加工余量的2/3。2.3.2调质处理：目的：提高工件的综合机械性能，为最终热处理做准备，减少盐浴炉淬火时的 变形，调质后工件具有一定的强韧性。 组织：均匀回火索氏体淬火：目的是为了得到细小的马氏体。 工艺参数：淬火温度：840860 gcr15的淬火温度在ac1accm之间,由gcr15中碳含 量和铬量较多，生成碳化物多，为此加热温度应选稍 微高些，温度太高时工件中碳和合金元素过多，使冷 却后残余奥氏体量增多，产生硬度不足和软点；温度 低则淬硬性和淬透性低，由实践经验，淬火加热温度 在840860之间。 加热温度：i=dkd由钢铁热处理表（1-7）d=15,k=20，d=c d27.5mm,i=1.52.07.522.5min。为了保证零件充分热透，使组织转变更均匀奥氏体化更完全。实际加热时间，应稍长，取4050min。 加热介质：由于调质后要精加工，可去除表层一层金属，所以空气为加热介质合适。 设备：中温箱式电阻炉。 冷却：油冷。一般用二十号机油，温度在2080之间。 淬火后硬度不低于hb229。淬火后要对工件进行检查抽查5%2.3.3回火：是调质的第二步，目的是清除应力，提高塑性和韧性，获得良好的综合力学性能，获得均匀稳定的索氏体组织，为最终热处理做准备。 工艺参数：温度：650700。回火温度主要依据回火后的硬度要求而定的 由于调质主要是为了最终热处理做组织准备工作，硬度 要求在229285之间，所以选择高温回火。 保温时间：2.53.0h 冷却方式：为了防止回火脆性产生零件随炉冷至500时，出炉空冷，为防止第二类回火脆性产生，缩短生产周期，提高生产率。2.3.4最终热处理：淬火+低温回火目的：为了获得高的硬度，硬度，耐磨性及足够的韧性。获得回火马氏体及其 上均匀分布的细小颗粒，碳化物和少量残余奥氏体组织，以便达到服役 条件。 a淬火：组织：金相组织为隐晶马氏体未溶碳化物和残余奥氏体。 硬度：63hrc 工艺参数：加热温度：830860。淬火温度在840左右最好。在840淬火加热时，奥氏体中溶解的约wc=0.5%0.6%,wcr=0.8%,尚有7%9%未溶碳化物，这些溶于奥氏体的铬和碳量保证钢具有一定的淬透性和零件淬火后的硬度。未溶碳化物能阻碍奥氏体晶粒长大。淬火温度过低，碳化物溶解少，奥氏体中碳和铬量低，淬透性和淬硬性均不能保证，淬火组织中可能出现非马氏体组织托氏体，同时未溶碳化物较多，致使韧性和疲劳性能降低。若温度过高，碳化物溶解过多，会引起过热，奥氏体晶粒粗大，淬火后马氏体针粗大，残余奥氏体量也增多，从而使钢的综合力学性能变坏因此加热温度采用830860。 保温时间：78min,保温0.81.6min/mm。淬火加热时应尽量减少其氧化脱碳。 冷却设备：用lan10，或lan22号全损耗系统用油冷却，油温控制在3060。 淬火介质：油。gcr15淬透性好，可采用比较缓和的介质油来淬火，以减少淬火内应力，防止用水淬而引起的变形开裂，对易畸变的套圈应自动下落油槽，不得来动液压泵。清洗设备：清洗机。目的：清洗工作表面油及其他污物。工序位置：在淬火及回火前都要清洗。清洗剂：3%5%（质量分数）的碳酸钠水溶液清洗，冷热均可。 b低温回火：目的：保持高硬度，稳定组织，消除应力和提高韧性。淬火组织 中的马氏体和残余奥氏体是不稳定组织，在室温长期停留，会产 生组织渐变而导致零件尺寸的变化，使轴承零件的冲击韧度，疲 劳强度降低，因此轴承零件在淬火后必须及时的进行回火处理。 组织：回火马氏体。均匀分布的细粒状碳化物和残余奥氏体。 硬度：6066hrc 工艺参数：回火温度：1605。gcr15钢的回火温度，硬度，冲击韧度以及耐久性，160回火可兼顾强度，硬度和韧度。 回火时间：36h。由于回火温度较低，回火过程进行比较缓慢，短时间回火得不到较稳定的组织和性能，而且内应力的消除也比较缓慢，故取较长的回火时间。 回火设备：rx3756,炉膛尺寸：1220914760，最高温度：650。ggr15低温回火工艺曲线2.4热处理过程中的缺陷及防止检查项目缺陷名称生产原因防治办法显微组织过热针状马氏体组织淬火温度过高或在较高的温度下保温时间长。原材料碳化物带状严重。退火组织中碳化物大小分布不均匀或部分存在细片状珠光体。降低淬火温度。按材料标准控制碳化物不均匀程度。提高退火质量使退火组织为均匀细粒状珠光体。6-7级托氏体组织淬火温度偏低或淬火温度正常而保温时间不足。冷却太慢。提高淬火温度和延长保温时间增加冷却能力。硬度硬度偏低淬火保温时间太短。表面脱碳严重。淬火温度偏低。油冷慢，出油温度高。延长保温时间。适当提高淬火510。在保护气体炉涂3%5%硼酸酒精（质量分数）溶液加热。硬度偏低显微组织出现块状或网状托氏体淬火温度偏低或冷却不良。适当提高淬火温度或延长斑纹时间。强化冷却。裂纹淬火裂纹组织过热，淬火温度过高或在淬火温度上限保温时间过长。冷却太快，油温低，淬火油中含水分超过025%。表面脱碳。淬火后及时回火。降低淬火温度，提高零件出油温度或提高淬火油的温度，增加去应力工序，减少表面的脱碳，贫碳及从设计和加工时避免零件产生集中2.5淬火和回火的质量检验：1套圈hrc63，回火硬度应为6165，硬度均匀性规定同零件各部位硬度差不得超过2hrc。2 淬火和回火后的显微组织应按标准的第二级别图进行评级，具有隐晶状，细小结晶状的马氏体，均匀分布的细粒状碳化物和少量残余奥氏体组成的组织，相当于标准13级者为合格。3不允许有过热针状马氏体和大于6、7级屈氏体组织。4回火稳定性的检查是将已回火的轴承套圈用原来回火温度重新在油浴炉中回火。第三章镗床传动轴的设计3.1镗床传动轴的设计3.1.1轴的服役条件和性能要求传动轴是镗床的重要零件之一传动轴上安装了一个蜗杆套，在涡轮带动下使蜗杆传动。从而带动主轴箱上下运动，蜗杆套在传动轴上通过键链接的，在传动轴下端，有轴承使轴传动自如，涡轮和蜗杆传动时产生自锁，传动轴与蜗杆套配合处及在传动轴与主轴箱上孔接触处均产生摩擦，特别在传动轴与蜗杆套配合处，有相对运动，所以磨损较大，在进行运转时，传动轴要受到扭转摩擦一定是冲击，冲击载荷较小，冲击是由于启动，停转过程中引起的，冲击不大，传动轴在传动时，要传递一定的扭矩。且，当扭矩较大时，主轴还要承受一定得疲劳应力，当延长轴的使用寿命，保证配合及传动的精度，轴必须有足够的刚度和良好的加工性，和光洁度及一定的强度，耐磨性，耐疲劳及精度稳定性，工艺和经济性等性能。传动轴时主摩擦，磨损条件工作传动轴的损坏形式，一般是磨损或是由于内应力重新分布，而使主轴变形，造成精度不良造成传动不良，而工件报废或主轴表面硬度不足，拒不磨损严重，使涡轮蜗杆咬合。3.1.2传动轴的失效形式：1. 磨损：由于经常传动，传动轴某些p位磨损严重，一般用热处理方法来提高工件表面耐磨性。2. 咬痕或裂纹：由于载荷过大，使传动时超载，产生咬合，产生变形裂纹或咬痕或是经常接触摩擦严重，产生疲劳损坏，产生裂纹。3. 传动轴变形:由于热处理不当，又工件较长，较细，产生变形或是传动轴在工作时内应力重新分布，使传动轴变形。3.1.3依照对传动轴的服役条