热处理工艺课程设计65Mn犁铧片.doc
《热处理工艺课程设计65Mn犁铧片.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热处理工艺课程设计65Mn犁铧片.doc(17页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、65Mn犁铧片热处理工艺的设计1 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
2、。如何灵活使用资料、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 65Mn犁铧片的服役条件及可能的失效形式 犁铧片的损坏形式主要有
3、土壤颗粒磨损、铧尖折断和铧刃崩裂。犁铧磨损后则刃口变钝,耕地的深度减小,耕作的效果差。而犁铧在耕作过程中,大多与土壤中的砖块、沙粒、石块或其他硬物相撞,会造成犁铧的损坏和疲劳破坏,以及腐蚀磨损产生凹坑与龟裂。图1犁铧片示意图2.2材料的选择及其技术要求 犁铧片是铧式犁重要的基础部件,农业耕作使用犁铧尖凿破土层,在动力作用下,铧刃耕入土层一定深度,沿沟底和沟壑将土地铲起和切断土中的植物茎、作物的残根,铧尖部是将土左右分开,铧面和铧壁的共同作用把土抬起、挤碎并反转覆盖在地面上,从而达到翻耕土壤的目的。因此要求铧尖锋利、整体具有足够的强度和韧性,而且具有高的硬度和高的耐磨性,保证其有长的使用寿命,使
4、用过程中才能抵抗周期性的冲击和震动、振动。技术要求 热处理后的局部工作硬度为5260HRC,其余部分硬度不小于38HRC,显微组织为回火马氏体;工作部分必须有高的耐磨性和一定的韧性抗拉强度 ,避免在加热时氧化脱碳现象。为了控制犁铧片热处理变形,主要采取以下四个措施:1.选用弹簧钢65Mn2.犁铧片在加热和冷却过程中,应当垂直吊挂,彼此有适当的间距,叠压后要用夹具压紧回火,确保变形量符合要求。3.采用淬火压床,必要时采用反变形措施。4.尽管犁铧片的硬度范围子4860HRC,在同一件产品上的硬度差硬应小于5HRC,否则将造成零件的硬度不均和变形的增大。2.3化学成分及合金元素的作用2.3.1 65
5、Mn钢主要化学成分为:W(C)=0.62%0.70%,w(Mn)=0.90%1.20%,w(Si)=0.17%0.37%,w(Gr)0.25%2.3.2 65Mn所含元素的作用:碳 主要与硅、铬(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。硅 能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。该钢中的Si不与C结合,它在相变点(Ac1)以上则完全溶入奥氏体,提高了过冷奥氏体在贝氏体转变区域的稳定性,同样也能明显提高该钢的淬透性。铬 铬的碳化物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。 锰 锰大部分溶于铁素体中,
6、形成置换固溶体,并使铁素体强化,一部分锰也溶于Fe3C中,形成合金渗碳体,锰还能增加珠光体相对量,并使它变细,从而提高钢的强度。锰能与S化合成为MnS,以减轻S的有害作用。 3 热处理工艺课程设计的内容及步骤3.1相变点的确定 65Mn钢是常见的弹簧钢,是在淬火和回火状态下具有高弹性的钢,其相图较复杂并查找资料,可确定的65Mn相变点表1 制定的相变点表项目Ac1Ac3(或Acm)Ar1MsAr3温度/7267656892707413.2 热处理工艺3.2.1工艺流程3.2.1.1用65Mn制作犁铧片的工艺流程为:毛坯淬火低温回火3.2.1.2淬火及回火示意图:时间/min图2 犁铧片的热处理
7、工艺示意图热处理流程:预热加热冷却检查硬度和金相组织低温回火检查硬度热处理后犁铧片的技术要求有: 淬火后得到的显微组织为马氏体; 回火后得到的显微组织为回火马氏体; 基体平面硬度为5260HRC,检查部位在犁壁处。3.2.2热处理工艺参数的制定 将井式电阻炉开启加热到830,待炉温稳定在830,再将犁铧片按一定工装方式置入炉内,淬火保温时间50min,然后后用夹具将犁铧片侵入水中淬火,获得片状马氏体,片状马氏体在空间形态呈双凸透镜,在光学显微镜下则呈针状货竹叶状,马氏体片之间不平行,呈一定角度分布;片状马氏体的亚结构主要是孪晶。淬火的目的是提高零件的硬度、强度和耐磨性。淬火保温时间根据时间计算
8、公式=aKD计算。将井式电阻炉开启加热到190,待炉温稳定在190,再将犁铧片按原工装方式置入炉内,保温120150min,保温后用夹具将犁铧片拿出并放置在空气中冷却,冷却后获得回火马氏体,回火的目的是减少或消除淬火应力,提高韧性塑形,获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合。(淬火钢回火时硬度总的变化趋势是随着回火温度升高,钢的硬度连续下降。但含碳量大于0.8%的高碳钢在100度左右回火时,硬度反而略有升高,这是由于马氏体中碳原子的偏聚及-碳化物析出引起弥散硬化造成的。在200300度回火时,硬度平缓下降。这是由于一方面马氏体分解,使硬度降低,另一方面残余奥氏体转变为下贝氏体或回火马氏体,使硬度
9、升高,两者综合影响的结果。回火温度超过300度以后,由于-碳化物转变为渗碳体,共格关系被破坏,以及渗碳体聚集长大,使钢的硬度呈直线下降。)图3 碳钢回火温度和硬度的关系回火时间根据时间计算公式=aKD计算得到。根据时间计算公式=aKD 【其中K-装炉修正系数,D-工件有效厚度(mm),a-由钢种决定的加热系数(min/mm)】,以及经验公式等,查找资料,各工艺参数制表确定如下:表2 工艺参数表工艺温度加热时间/min保温时间/min淬火83050回火1901201501) 装炉修正系数K的确定:表3 工件在炉内不同排布方式的加热时间修正值 查资料装炉修正系数K取4。2) 由钢种决定的加热系数a
10、(min/mm)的确定表4 常用钢的加热系数钢材加热系数空气电阻炉加热系数/(min/mm)盐浴炉加热系数/(s/mm)碳钢0.91.12530合金钢1.31.650601520(一次预热)高速钢815(二次预热)采用井式电阻炉,炉腔是封闭的,所以加热系数a取0.9。表5不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数工件形状特征尺寸s形状系数k球球径0.7立方体边长0.7圆柱直径1.0菱形边长1.0环环宽度1.5换厚度1.5板厚度1.5管材壁厚开口通管2.0;长管4.0;闭口管4.0工件有效厚度的确定:上表为不同形状和尺寸的工件加热计算时的特征尺寸及形状系数表,有此可计算出工件的有效厚度为
11、:D=厚度形状系数=91.5=13.5mm。3.2.3所选热处理工艺的目的(1)犁铧片加工工艺流程 犁铧片要求铧尖锋利、整体具有足够的强度和韧性,而且具有高的硬度和高的耐磨性,保证其有长的使用寿命。因此,通常采用以下流程进行加工:毛坯淬火低温回火(2)淬火是把钢加热到Ac3或Ac1以上温度,保温一定时间,然后以适当方式冷却,以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的:提高工件的力学性能,如硬度,强度,耐磨性,弹性极限等;改善某些特殊钢的物理化学性能或化学性能,如耐蚀性、磁性、导电性等。现以65Mn钢为原材制作的犁铧片进行淬火,是为了获得板条马氏体,获得板条马氏体后犁铧片的硬度、强度和耐磨
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热处理 工艺 课程设计 65 Mn 犁铧
链接地址:https://www.31doc.com/p-2554899.html