热处理工艺课程设计-精品

钢的热处理工艺设计说明

书

学生姓名

设计题目活塞杆Ⅱ

指导教师

系主任

完成日期年月日

目录

一目的————————————————————3二设计任务—————————————————— 3 三设计内容和步骤——————————————— 3 （1）零部件简图，钢种和技术要求——————— 3 （2）工作条件，破坏方式，性能要求—————— 4 （3）零部件用钢的分析—————————————4 四热处理工艺及参数的论述———————————9 五选择加热设备————————————————18 六工装图——————————————————— 19 七工序质量检验项目、标准方法———————— 20 八缺陷及其分析————————————————20 九参考文献————————————————— 22

一、目的

1. 深入了解热处理课程的基本理论

2. 初步学会制定零部件的热处理工艺

3. 了解与本设计有关的新技术,新工艺

4. 设计尽量采用最新技术成就,并注意和具体实践相结合,是设计具有一定的先进性和实践性.

二、设计任务

1. 编写设计说明书

2. 编制工序施工卡片

3. 绘制必要的工装图

三、设计内容和步骤

3.1零部件简图、钢种和技术要求

1.简图

2.钢种: 35CrMo

3.技术要求：

（1）调质处理HB217~269；

（2）直径80外表面镀铬；

（3）直径42表面高频处理，硬度HRC55~57；

3.2零部件的工作条件、破坏方式和性能要求的分析

（1）零部件的工作条件

活塞杆是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。

（2）零部件的主要破坏方式

1）断裂活塞杆断裂部位在活塞杆与十字头锁紧螺母旋合处的最末2~ 3 道螺纹的根部。该处螺纹系锻造成形后采用滚压加工, 螺纹直径为M95。活塞杆运行时间为2. 5 年。活塞杆在工作过程中主要承受交变的拉压载荷作用。

2）磨损颗粒污染为活塞杆损坏最快的因素之一，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，引发活塞杆的磨损。

3）腐蚀活塞杆在工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触，很易引发氧化，从而降低其使用寿命。

( 3 )零部件性能要求

1.具有高的接触疲劳极限；

2.具有高的抗弯强度；

3.具有高的耐磨性；

4.具有足够的冲击韧性；

5.具有高的传递精度和最小的工作响音.

3.3零部件用钢的分析

1.相关钢种化学成分的作用

（1）35CrMo

化学成分作用：

A. 碳（C）的影响

从铁碳平衡图中，我们能清楚的看到，钢随着含碳量的增加，钢的基本组织不同，而且在加热与冷却时，组织转变的温度也不相同。纯铁在加热与冷却过程中，仅发生晶格的变化（同素异形转变）。所以热处理时其机械性能几乎不发生影响。但是随着含碳量的增加，热处理将发生显著地作用。如亚共析钢随着含金量的增高，淬火后强度、硬度都有显著提高；同时含碳量的多少也确定了钢的热处理工艺。

B. 铬（Cr）的影响

铬为碳化物形成元素。它能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性；阻止晶粒长大，增加钢的淬透性，降低钢的临界冷却速度。因而，使钢在热处理时，退火、正火、淬火的加热温度与所提高。并使它在油中便能淬硬。但他降低了钢的马氏体点，因而增加了钢残余奥氏体量。使钢的奥氏体不稳定区域变为700-500℃和400-250℃。提高了钢的硬度和强度，增加了钢在高温回火时强度降低的抗力。

C. 钼（Mo）的影响

提高钢的淬透性，热强性，有二次硬化的作用，能降低回火脆性。

D. 硅（Si）的影响

Si能升高Ac1和Ac3点，从而使热处理时的退火、正火、淬火的加热温度增高。能增加奥氏体的稳定性，降低临界冷却速度，增加钢的淬透性很多，故能使Si合金钢在油中淬硬。对钢的马氏体区域有什么影响，增加残余奥氏体数量不多。对钢的强度、硬度增加不多，但却增加了钢的回火脆性和过热与脱碳的敏感性。

E. 锰（Mn）的影响

Mn为碳化物形成元素。他降低钢的Ac1和Ac3而使钢在热处理时的温度有所降低。增加奥氏体的稳定性，降低钢的临界冷却速度，同时增加钢的淬透性，但它使残余奥氏体量增加。可以减少钢在淬火时的变形和增加钢的强度和硬度。使钢的回火脆性与晶粒长大的作用增大。

F. 硫（S）的影响

硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

G. 铜(Cu)和镍(Ni)的影响

铜在合金钢中，使钢的Ac3下降，即使热处理的加热度降低；铜还能增加钢的淬透性和增加钢的强度。Ni能强化铁素体，降低钢的Ac1和Ac3点，从而使热处理时的退火、正火、淬火的加热温度有所降低。

2. 相关钢种的热处理工艺性能分析

（1）35CrMo 热处理基本参数

A.淬透性：淬透性随淬火温度的提高而增加，因为温度升高，奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。但是如果温度过高，奥氏体晶粒过于粗大淬火后会产生开裂或变形。

B.淬硬性：淬硬性表示钢淬火时的硬化能力。它主要与钢的含碳量有关，更确切的是说是它取决于淬火后马氏体中的含碳量，马氏体中的含碳量越高钢的淬硬性越高。

C.变形倾向：淬火后变形分两种：翘曲变形和体积变形，翘曲变形主要是加热时工件在炉内放置不当或淬火前后没有定形处理或冷却不均匀做造成的，另一方面淬火前后组织不一样引起体积变形，淬火前一般为珠光体组织，淬火后为马氏体组织，由于两种组织的比容不同，淬火前后讲引起体积变化，从而产生变形，但这种变形只按比例使工件胀缩而不改变形状。

3. 钢材的组织性能（硬度、强度、耐磨性、塑韧性等）与各种热处理工艺的关系

35CrMo钢的强度高，韧性好，具有高的持久强度和蠕变强度，低温冲性中等，焊接性不好（焊接前需预热至150~400度，焊接后需热处理以消除应力），淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，有第一类回火脆性，一般在调质处理后使用，也可在高中频感应淬火或淬火及低中温回火后使用。

35CrMo钢可用于制造各种机器中承受冲击，弯扭，高载荷的重要零件，如轧钢机人字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件，汽轮发动机主轴、车轴，发动机传动零件，大型电动机轴，石油机械中的穿孔器，工作温度低于400度的锅炉用螺栓，工作温度低于510度的螺母，化工机械中高压无缝的厚壁导管（工作温度450~500度，无腐蚀介质）等，还可代替40CrNi钢制造承受高载荷的传动轴、汽轮发动机转子、大载面齿轮、支承轴（直径小于500mm)等。