CrMnTi热处理工艺概述

20CrMnTi齿轮钢的热处理工艺前言1.120CrMnTi钢概述20CrMnTi是低碳合金钢,该钢具有较高的机械性能,0.7-1.1mm。在渗碳淬火低温回火后,58-62HRC,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,20CrMnTi钢是比较适宜的。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、延长率≥10%、断面收缩率≥45%,冲击韧性≥680,58-62HRC。合金成分表1.1CSiMnCrSPNiCuTi0.17~0.230.17~0.370.80~1.101.00~1.30≤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1.220CrMnTi钢常见的热处理工艺表热处理工求工艺特点860~880℃,保温,炉冷≤217HBS消退剩余应力,降低硬度920~950℃,保温,空156~207HBSAc3825℃线之上,细化晶粒,消退组织缺陷,以获得珠光体+少量铁素体组织860~900℃,保温,油48~54HRC,淬透性中等,变形较大,硬度不高,耐磨性差500~650℃,2h,30~36HRC回火索氏体组织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℃,以避开晶粒长大淬火: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:35~40HRC900℃,4h油冷(渗硼剂:85%SiC+10%B4C+5%KBF4。渗层0.115~0.139mm1689~1789HV0.1外表形成高硬度的硼化物层而心部为淬火组织20CrMnTi钢的相变点/℃Ac1Ac3Ar120CrMnTi730820690热处理的总工艺曲线热处理总工艺曲线20CrMnTi齿轮正火处理工艺正火目的,消退组织缺陷,以获得珠光体+铁素体组织。并使加工硬度适中,有利于切削。正火设备RX32.12.1产品名称产品型号率(kv主要参数相(毫米外形尺寸(毫米克额定电压(V度(℃箱RX3-30-9303809503950x450x3501920x1620x21402200正火温度20CrMnTiAC3825℃,为促使奥氏体均匀化,增大过冷奥氏体稳定性,选930~950℃。加热方法,是指当炉温加热到指定温度时,再将工件装进热处理炉进展,加热速度快,节约时间。便于小批量生产。加热介质加热介质为空气。保温时间选定的依据:加热时间可按以下公式进展计算:t=a×K×D,t为加热时间(min,K为反映装炉时的修正系数,2.2K1.4。a为加热系数min/mm,a可依据钢种与加热介质、加热温度进展取值,2.3。D为工件的有效厚度(mm,由公式可知,工件厚度=(工件最厚处直径+工件最薄处直径/2。t=a×K×D。冷却方式冷却方式为出炉空冷。冷却介质冷却介质:空气。最终组织细珠光体+:5~6级假设正火温度过高,则会导致工件脱碳甚至开裂,降低零件硬度,使正火后的组织粗大;,则组织转变缺乏,不能到达正火预期目的。2.21.01.41.31.72.3工件加热温度a值(min/mma值0.9~1.125~30正火工艺曲线2.12.1正火处理工艺曲线3.20CrMnTi齿轮的渗碳处理工艺渗碳的目的,使其心部保持良好的韧性的同时,表层获得高的强度、硬度和耐磨性。渗碳温度进展气体渗碳,900~920℃,0.15~0.2mm/h计保温时间,加热温度不超过920℃,以避开晶粒粗大。渗碳进展淬火回火处理,820~850℃,保温后油冷,180℃低温回火。渗碳设备RQ3-60-9D型井式气体渗碳炉,3.13.1RQ3-60-9D型井式气体渗碳炉参数产品率(KV(mm外壁尺寸(mm重量(Kg额定电压(V度(℃井式气体渗碳炉RQ3-60-9D60380950450x600 1570x2023x22402630说明:炉温均匀,介质流淌性好,加热速度,温度均匀,工件变形小,加热质量好,利于提高产品质量,炉膛容积有效利用率高,产量大,耗电量小,可节省电能与筑炉材料,电极寿命长,削减停炉时间。适用于中小型工件成批生产。加热方法承受到温加热的方法,是指炉膛加热到指定温度时,再将工件参与热处理炉进展加热。这样可以削减加热时间,便于批量生产。装炉方法,齿轮一个个叠放,要留意每个齿轮之间轮齿不要接触,避开轮齿渗不上碳。渗碳温度渗碳温度在Ac3以上,考虑碳在钢中的集中速度等因素,目前再生产上广泛承受温度为910~930℃。随着渗碳层深度的上升,碳在钢中的集中系数呈指数上升,渗碳速度加快,蛋渗碳温度过高会使晶粒粗大,工件畸变增大,设备寿命降低等负面影响。0.8~1.2mm,t=920℃。渗碳介质渗碳介质:煤油。渗碳介质煤油在不同温度下的分解产物及含量见表3.2。3.2煤油在不同温度下的分解产物及含量名称温度/℃分解产物CO2COH2CH4CmHnO2+N2煤油9500.4~2.21.2~4.637~4640~561~20.4~0.88000.4~1.212~1819~2638.4~47.320~290.4~7.33.3。3.3分为:C9~C14和C11~C17850℃以下分解不充分,含大量的烯烃,简洁残生碳黑和结焦,反响式:n1(C11H24~C17H36→n2CH4+n2[C]+nH2强渗碳剂保温时间保温时间:5小时依据:20CrMnTi3.43.5。3.4煤油-甲醇滴注式通用气体渗碳工艺0.4~0.7mm1h自然升温20min——1h30min0.6~0.9mm1h自然升温20min——1.5h30min0.8~1.2mm1h20min——2h30min1.1~1.6mm1h20min——3h30min3.5渗碳强渗时间渗碳深度/mm/℃强渗后渗碳层深度/mm间/h集中后的渗层深度/mm920±10930±10940±100.4~0.7mm40min30min20min0.20~0.2510.5~0.60.6~0.9mm1.5h1h30min0.35~0.401.50.7~0.80.8~1.2mm2h1.5h1h0.45~0.5520.8~0.91.1~1.6mm2.5h2h1.5h0.60~0.7031.2~1.3渗碳工艺装炉后排气,35~65滴/分钟,160~180滴/分钟,渗层到达要求后850±10℃30分钟,为淬火做预备。3.1。3.1渗碳工艺曲线图渗碳缓冷后的组织:珠光体+二次渗碳体→珠光体→珠光体+铁素体→心部组织。心部表层3.220CrMnTi钢渗碳后缓冷组织4.20CrMnTi齿轮渗碳后淬火处理工艺淬火的目的(或贝氏体转变,得到马氏体(或贝氏体组织,然后协作以不同温度的回火,以提高工件的硬度、强韧性、弹性、耐蚀性和耐磨性等,获得所需的力学性能。淬火设备,经一段保温均热后直接淬火(水或油的热处理工艺,因此淬火工艺与渗碳炉一样。淬火温度淬火温度:840±10℃依据:20CrMnTi为低碳钢,t=Ac3+30~50℃。保温时间依据:t=a×K×Dt——保温时间K——工件装炉方式修正系数,见表2.2(1.2~1.5之间值D——工件有效厚度,当工件外形简洁时,承受到温入炉加热,即公式计算出的时间为保温时间。由于工件是渗碳后直接淬火,该公式计算的保温时间照旧适用。冷却方式淬火冷却方式为油冷。单液油淬淬火油:L-AN46全损耗系统油(40号机械淬火油:垂直淬入,大的局部先淬入。淬入油后上下运动,再协作适当横向移动以提高工件的冷却速度。淬火后的组织渗碳淬火后齿轮由外表至心部的组织依次为:马氏体+碳化物(少量+剩余奥氏体→马氏体+剩余奥氏体→马氏体→低碳马氏体(心部。a节圆b齿顶c心部4.1淬火后各局部的组织淬火后的硬度W(C>0.8%时得到高碳马氏体+碳化物+剩余奥氏体,具有高的硬度,60~66HRC,心部得到马氏体+剩余奥氏体,硬度在35~45HRC,经过回火处理后可以满足零件的性能要求。4.2。4.2淬火工艺曲线5.20CrMnTi齿轮低温回火处理工艺回火目的,析出碳化物转变成回火马氏体,淬火内应,淬火时得到的微裂纹也得到大局部的愈合,因此低温回火可以在很,并提高钢的强度、耐磨性,使轴和齿轮局部得到优异的机械性能。并且可以稳定组织,使工件在适用过程中不发生组织转变,降低或消退淬火内应力,以削减工件的变形并防止开裂,从而保证工件的尺寸、外形不变。回火设备RX3箱式电炉。回火温度,耐磨性,同时要求心部具有较好的塑韧性。因此低温回火可以满足性能要求,应选择低温回火,且工件适中,温度t:150~250℃。加热方式,可以削减工件加热时间,回火后硬度下降较200℃将工件放入电阻炉。加热介质:空气保温时间依据:40mm,合金钢应按空气回火炉温表(5.1,增加所列时间的1/3保温时间。5.1空气回火炉保温时间表有效厚度/mm≤2023~4040~6060~8080~100保温时间/min30~6060~9090~120120~150150~1805.7冷却方式出炉空冷。5.8回火组织+碳化物+剩余奥氏体;心部:回火马氏体+剩余奥氏体。a硬度58~62HRC,30~45HRC。b回火工艺曲线5.1。20CrMnTi5.1回火处理工艺曲线6.6.116~99s，可设置；测试硬20~70HRC2HR-F1500N120°6.21a外观b渗层深度检验：渗层cd显微组织检量不多、均匀分布