W18Cr4V挤压杆热处理工艺设计

1、律嬉*1久羊机械工程学院*ICollegeofMecfianicalEngineerirgYanzrtoiiUniversity热处理工艺课程设计说明书课程名称：金属热处理工艺学设计题目：挤压杆热处理工艺的设计院系：机械工程学院班级：材料成型及控制工程0801学号：08110412学生姓名：吴欣桐设计题目挤压杆热处理工艺的设计学生姓名吴欣桐院系专业机械工程学院材料指导教师：黄新热处理工艺课程设计任务书设计要求：相变点的确定热处理工艺参数的制定热处理设备的选择组织特点和性能的分析夹具的设计或选用工艺卡片填写学生应完成的工作：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

2、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，说明书中要求对各种热处理工序的工艺参数的选择依据和各种热处理后的显微组织作出说明。推荐参考文献阅读：1热处理工程师手册，樊东黎主编，机械工业出版社；2热处理技师手册，张玉庭主编，机械工业出版社；3热处理手册（共4卷），中国机械工程学会热处理学会，机械工业出版社；4热处理实用数据速查手册，叶卫平主编，机械工业出版社；5金属热处理工艺学，夏立芳，哈尔滨工业大学出版社；6热处理常见缺陷分析与对策，王忠诚主编，化学工业出版社；任务下达日期：2任务完成日期：2答辩

3、日期：011年011年1月9日1月15日指导教师：黄新学生签名目录热处理工艺课程设计的目的4零件的技术要求及选材4TOC o 1-5 h z2.1技术要求42.2材料的选择52.3化学成分及合金元素的作用5热处理工艺课程设计的内容及步骤73.1相变点的确定73.2热处理工艺8 HYPERLINK l bookmark163.2.1工艺流程83.2.2热处理工艺参数的制定93.2.3所选热处理工艺的目的113.2.4热处理工艺卡片填写133.2.5操作过程中的注意事项133.3热处理设备的选择143.4夹具的设计或选用以及零件的摆布163.5组织特点和性能的分析174收获和体会255参考文献26

4、6附表1热处理工艺卡271热处理工艺课程设计的目的热处理工艺课程设计是高等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、热处理设备选用和夹具设计等。（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、零件绘图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知识来解决生产实践中的热处理工艺制定问题，包括工艺设计中的细节问题，如设备的选用夹具的设计等。要求我们设计工艺流程，这需要翻查大量的文献典籍如何灵活使用

5、资料、手册，怎样高效查找所需信息，以及手册的查找规范和标准等，均不是一蹴而就的事情，需要我们在实践中体会并不断地总结，才能不断进步。材料热处理工艺课程设计是培养材料专业学生在热处理原理方面能力的重要环节，纸上谈兵是经不起考验的，扎实的理论唯有通过实践才能够证明，且科学的实践能够有效巩固甚至发展原有的理论，因此，本课程设计通过给出20余种不同牌号的材料，要求学生以个人（允许讨论）或组队的方式完成热处理工艺的设计，对学生巩固已学热处理知识、学习使用工具书、增强团队合作意识等是大有裨益的2零件的技术要求及选材2.1技术要求冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。冷挤压是指在冷态下将金属毛坯

6、放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。与热锻、温锻工艺相比，可以节材，节能而且能够提高锻件质量，改善作业环境。目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。2.2材料的选择本课程设计所要求的挤压杆为重载冷挤压模的凸模，挤压模主要用于材料体成形

7、，工作应力大，钢件承受的挤压力为：a材料在型腔中剧烈变形同时产生热量，模具在反复的应力和温度约C环境中工作。挤压杆是冷作模具的凸模部分，工作时主要承受着拉压、冲击、疲劳、摩擦等多种机械力的作用，使模具发生脆断、堆塌、磨损、咬合、啃伤、软化等现象而失效。因此，挤压杆作为冷作模具应具备高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、不咬合等能力。因此凸模选用高速钢，工作硬度可达以上。在钢中碳化物分布的均匀性较差，并易产生粗大角状碳化物颗粒，钢的韧性和塑形也较差。该钢不适宜用来生产大断面钢材也不宜进行冷轧或冷拔加工，因为粗大角状碳化物易在冷加工过程中使钢开裂产生微裂纹，从而使钢的性能变差。钢可用于制造各种切

8、削工具，例如车刀、刨刀、铣刀、铰刀、拉刀、滚刀、插齿刀、锯条、丝锥、板牙和钻头等，不适宜制造大截面和热塑性成形刀具。此外，钢还用于制造高温轴承、模具和耐磨机零件等。2.3化学成分及合金元素的作用为常用的钨系高速钢的一种，属于莱氏体钢，是高速钢应用最长久的一种。和其它高速钢一样，常被称为“白钢”、“锋钢”或“风钢”（空冷即可淬火）。钢化学成分（）钢号CSiMnCrW18Cr4V0.700.800.200.400.100.403.804.40MoWVP,SW0.3017.5019.001.001.40W0.030钢的热导率温度C20200500700900九/WmiK-i27.2125.9625.

9、9625.1225.12钢的热导率比碳含量相同的铸钢低温时热导率小很多，高温时略小。W18Cr4V所含元素的作用：碳主要与铬、钨、钼和钒（碳化物的形成元素）等形成碳化物以提高硬度、耐磨性及红硬性。钨是提高红硬性的主要元素，它在钢中形成碳化物。加热时一部分碳化物溶入奥氏体，淬火后形成含有大量钨及其他合金元素、有很高回火稳定性的马氏体。在回火时，一部分钨以碳化物的形式弥散析出，造成二次硬化。在加热时，未溶的碳化物则起到阻止奥氏体晶粒长大的作用。铬铬的碳化物（6在淬火加热时几乎全部溶于奥氏体,从而提高过冷奥氏体的稳定性和钢的淬透性，同时还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。钒能显著地提高高速钢的红硬性

10、、硬度及耐磨性。钒形成的碳化物在加热时，部分溶入奥氏体，回火时以细小的质点弥散析出，造成二次硬化而提高钢的红硬性。钴也能显著提高钢的红硬性及硬度。3热处理工艺课程设计的内容及步骤3.1相变点的确定600项目温度C高速钢属于高合金莱氏体钢,始锻终锻其相图较复hh*I退火温度硕）龙杂。由上示:(H1)3.2热处理工艺3.2.1工艺流程用制作挤压杆的工艺流程为:淬火及回火示意图：1260820加550级作挤压杆的最终热处理采用分级淬火三次回火的工艺，在淬火加热600过程中采用二次预热，温度分别为c和q,230c；在淬火冷却过程中采用二级分淬，温奥氏体化温度定分别取=q）和时间为。高i2-cw最后采用

11、-1“q三次回火的工艺，每次回火沦钢淬火温度的选择依据：奥氏体晶粒度控制在因为它会使钢的韧性急剧下降。级；细小碳化物尽可能多的溶解。一般不选择过热温度淬火,球化退火为往复球化退火，去应力退火是为了去除由于粗加工所.T艺流.引起的及铸件内存在的残余应力（但不引起组织的变化）而进行的退火，由于材料成分、加工方法、内应力大小及分布的不同，以及去除程度的不同，去应力退火的加热温度范围很宽，应根据具体情况决定，例如：对于高速钢制作的模具，在粗加工及半精加工之间，淬火之前，常进行C、的去应力退火。去应力退火后,均应缓慢冷却，以免产生新的应力。球化退火、去应力退火、回火等工艺过程中均需使用煤油作为保护气，以

12、防止工件被氧化。3.2.2热处理工艺参数的制定根据时间计算公式TxX【其中装炉修正系数，工件有效厚度（），由钢种决定的加热系数（）】，以及经验公式等，查找资料，将工艺参数制表如下：热处理工艺参数表工艺温度/C时间/saKD加热加热+保温球化退火加热8603h保温740去应力退火6504h烘干预热5500.41.3257801560二级预热8200.351.325682.51365奥氏体化12600.181.325351351一级预冷6000.41.325780780二级预冷230600空冷20空冷至20C三次回火560每次1h注：球化退火，去应力退火，一级预热，二级预热、奥氏体化加热和回火均采用