工藝課程設(shè)計(jì)42CrMo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理工藝設(shè)計(jì)

1、工藝 課程設(shè)計(jì)（論文）題目：42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理工藝設(shè)計(jì)院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）： 教研室：材料科學(xué)與工程教研室學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論 文）題 目42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）要求與任務(wù)一、課設(shè)要求熟悉設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，概述相關(guān)零件的熱處理工藝，進(jìn)行零件的服役條件與失效形式分析，提出硬度、耐磨性、強(qiáng)度等要求。完成工藝設(shè)計(jì)。闡述42crmo淬火、回火熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ)，選擇設(shè)備、儀表和工夾具，闡述螺栓熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求；闡明螺栓熱處理常見(jiàn)缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法；

2、給出所用參考文獻(xiàn)。二、課設(shè)任務(wù)1.聯(lián)軸螺栓材料的選擇（要求在滿足工件使用性能的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)性和工藝性，合理選擇材料）；2.給出42crmo的c曲線；3.給出42crmo聯(lián)軸螺栓冷熱加工工藝流程圖；4.制定42crmo聯(lián)軸螺栓淬火-回火熱處理工藝。三、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括三部分：1）概述；2）工藝設(shè)計(jì)；3）參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)模板。工作計(jì)劃集中學(xué)習(xí)0.5天，資料查閱與學(xué)習(xí)，討論1.5天，設(shè)計(jì)7天：1）概述0.5天，2）服役條件與性能要求0.5天，3）失效形式、材料的選擇0.5天，4）結(jié)構(gòu)形狀與熱處理工藝性0.5天，5）冷熱加工工序安排0.5天，6）工藝流程圖0.5天，7

3、）熱處理工藝設(shè)計(jì)2天，8）工藝的理論基礎(chǔ)、原則0.5天，9）設(shè)計(jì)工夾具0.5天，10）可能出現(xiàn)的問(wèn)題分析及防止措施0.5天，11）熱處理質(zhì)量分析0.5天，設(shè)計(jì)驗(yàn)收1天。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)成績(jī)： 學(xué)生簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄1 高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理概述12 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理工藝設(shè)計(jì)22.1 齒輪的服役條件、失效形式及性能要求22.1.1 服役條件、失效形式22.1.2 性能要求22.2 螺栓材料的選擇22.3 42crmo鋼的c曲線32.4 42crmo鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì)42.4.1 42crmo的工藝流程42.4.2 42crmo的熱處理工藝設(shè)計(jì)52.5 42c

4、rmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則72.5.1 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的退火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則72.5.2 42crmo淬火工藝原理82.5.3 42crmo回火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則102.6 選擇設(shè)備、儀表和工夾具112.6.1 設(shè)備112.6.2 儀表122.6.3 設(shè)計(jì)工夾具132.7 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓度熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求142.8 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理常見(jiàn)缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法142.8.1 加熱時(shí)常見(jiàn)的缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法142.8.2 淬火、回火缺陷與預(yù)防、補(bǔ)救152.9 熱處理工藝卡162.9.1 42crmo退火工藝卡172.9.2

5、 42crmo淬火工藝卡182.9.3 42crmo回火工藝卡193. 參考文獻(xiàn)201 高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理概述高強(qiáng)度螺栓是指性能等級(jí)在8.8級(jí)以上，不可重復(fù)使用，多用于橋梁、鋼軌、高壓及超高壓設(shè)備的連接設(shè)備。這種螺栓的斷裂多為脆性斷裂，應(yīng)用于超高壓設(shè)備上的高強(qiáng)度螺栓,為了保證容器的密封,往往需要施以較大的預(yù)應(yīng)力。高強(qiáng)度螺栓施加預(yù)拉力和靠摩擦力傳遞外力，需要較好的韌性、塑性、較高的強(qiáng)度、較細(xì)的晶粒。為滿足這些性能的要求常用經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后的45號(hào)鋼、40硼鋼、20錳鈦硼鋼、42crmo等。用于高強(qiáng)度螺栓材料的鋼，一次預(yù)備熱處理是退火，主要目的是為了降低硬度，改善切削加工性；消除鍛造殘余應(yīng)力，穩(wěn)定

6、尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。隨后經(jīng)淬火加高溫回火后，使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的強(qiáng)度及較高的塑性、韌性。通過(guò)對(duì)經(jīng)典合金結(jié)構(gòu)鋼熱處理工藝的分析，更加明確在執(zhí)行熱處理工藝過(guò)程中所需要注意的問(wèn)題。能夠正確確定加熱溫度、時(shí)間，保溫時(shí)間，冷卻方式，其目的就是通過(guò)正確的熱處理工藝，使金屬材料的潛在能力得到充分的發(fā)揮。根據(jù)聯(lián)軸螺栓的工作條件，失效形式及性能要求，本設(shè)計(jì)選擇的聯(lián)軸螺栓材料為42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓鋼；在設(shè)計(jì)退火淬火高溫回火熱處理工藝中，本設(shè)計(jì)借鑒了熱處理工程師手冊(cè)，熱處理手冊(cè)（共四卷），高強(qiáng)度螺栓摩擦連接概論，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，金屬熱處理

7、工藝等。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)設(shè)定了完整的熱處理工藝流程，使熱處理的42crmo聯(lián)軸螺栓表面不僅具有高硬度，高耐磨性，高的耐點(diǎn)蝕性能，高的疲勞強(qiáng)度，而且心部還具有高的強(qiáng)度和韌性，從而滿足聯(lián)軸螺栓的質(zhì)量要求。2 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理工藝設(shè)計(jì)2.1 齒輪的服役條件、失效形式及性能要求2.1.1 服役條件、失效形式 聯(lián)軸螺栓在工作時(shí)螺栓施加很大的預(yù)拉力，使連接構(gòu)件間產(chǎn)生擠壓力，從而使垂直于螺桿方向有很大摩擦力，而且螺栓處會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩進(jìn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用。聯(lián)軸螺栓和工件連接處在上述不同應(yīng)力作用下導(dǎo)致不同的失效形式，主要有脆性斷裂、疲勞磨損、皮下點(diǎn)蝕、彎曲疲勞折斷，沖擊折斷等。2.1.

8、2 性能要求 1.能承受使在接頭中產(chǎn)生規(guī)定的摩擦力所必要的螺栓預(yù)緊力； 2.能準(zhǔn)確的施加螺栓預(yù)緊力，也就是能可靠的進(jìn)行擰緊作業(yè)； 3.能確保其預(yù)拉力； 4.在一般情況下，預(yù)拉力產(chǎn)生的螺栓應(yīng)力對(duì)螺栓鋼材來(lái)說(shuō)是相當(dāng)高的應(yīng)力，但在這種情況下應(yīng)不發(fā)生脆性破壞，而安全可靠； 5.要考慮腐蝕的問(wèn)題；6.制造簡(jiǎn)便，能大量生產(chǎn)，價(jià)格便宜。2.2 螺栓材料的選擇螺栓材料的選擇在有特殊用途的時(shí)候必須考慮螺栓的硬度、強(qiáng)度等。在選擇螺栓時(shí)首先要考慮材料問(wèn)題。目前市場(chǎng)上的螺栓標(biāo)準(zhǔn)件材料主要有碳鋼螺栓、不銹鋼螺栓、銅螺栓三種材料。 （1）碳鋼。我們以碳鋼料中碳的含量區(qū)分低碳鋼，中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。1、低碳鋼：c%0

9、.25%國(guó)內(nèi)通常稱為a3鋼。2、中碳鋼：含碳0.25%0.45%。3、合金鋼：在普碳鋼中加入合金元素，增加鋼材的一些特殊性能：如35、40鉻鉬、scm435，10b38。（2）不銹鋼。性能等級(jí)：45，50，60，70，80主要分奧氏體不銹鋼（18%cr、8%ni）耐熱性好，耐腐蝕性好，可焊性好。a1，a2，a4馬氏體不銹鋼、13%cr不銹鋼耐腐蝕性較差，強(qiáng)度高，耐磨性好。c1，c2，c4鐵素體不銹鋼。18%cr奧氏體不銹鋼鐓鍛性較好，耐腐蝕性強(qiáng)于馬氏體不銹鋼。（3）銅。常用材料為黃銅、鋅銅合金。市場(chǎng)上主要用h62、h65、h68銅做標(biāo)準(zhǔn)件。高強(qiáng)度螺栓工作條件比普通螺栓差，特別是橋梁、軌道、水輪

10、機(jī)等重要聯(lián)接部分。它受力較大、受扭力、橫向切應(yīng)力、沖擊較頻繁，因此對(duì)材料要求較高。由于彎曲與接觸應(yīng)力都很大，所以重要螺栓都經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、淬火處理，以提高耐磨性和疲勞抗力。為了保證心部有足夠的強(qiáng)度及韌性，材料的淬透性要求較高，心部硬度應(yīng)在hrc4058。另外，螺栓生產(chǎn)特點(diǎn)是批量大，利潤(rùn)低，因此在選鋼材時(shí)，在滿足力學(xué)性能的前提下對(duì)工藝性能必須予以足夠的重視。實(shí)踐證明，42crmo鋼具有較高的力學(xué)性能，在淬火、高溫回火后，材料內(nèi)部成分均勻，獲得更好的綜合力學(xué)性能。 2.3 42crmo鋼的c曲線通過(guò)查找熱處理手冊(cè)獲得42crmo鋼的c曲線如圖1所示，成分如表1。 圖1. 42crmo鋼c曲線表1 42c

11、rmo鋼的成分材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%原始狀態(tài)奧氏體化溫度奧氏體化時(shí)間晶粒度ms42crmoc:0.380.45si:0.170.37mn:0.500.80p:0.035s:0.035cr:0.901.20mo:0.150.25ni,cu0.030球化退火860-360經(jīng)鍛造將獲得螺栓的毛坯。圖2是高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的零件圖。圖2 高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的零件圖2.4 42crmo鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì)2.4.1 42crmo的工藝流程1.加工路線備料鍛造退火粗、半精加工淬火、高溫回火射線探傷精加工2. 鍛造工藝設(shè)計(jì)造聯(lián)軸螺栓的毛坯經(jīng)過(guò)鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性

12、變形，使獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。用棒料鐓粗后經(jīng)切削加工制成的聯(lián)軸螺栓，其組織致密,金屬內(nèi)孔隙減少,纖維組織彎曲呈放射狀，力學(xué)性能得到很大的提高。查閱熱處理工藝規(guī)范數(shù)據(jù)手冊(cè)可以找出42crmo鋼的鍛造工藝的加熱溫度、始鍛溫度冷卻方式，本設(shè)計(jì)具體的鍛造工藝參數(shù)如表2所示。表2 42crmo鋼的熱加鍛造工藝規(guī)范項(xiàng)目ac1（ar1）ac3（ar3）加熱溫度始鍛溫度終鍛溫度鋼坯730（690）800（-）11501200113011808502.4.2 42crmo的熱處理工藝設(shè)計(jì)1預(yù)備熱處理工序退火退火一般均安排在毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前，或粗加工之后，半精加工之前。退

13、火的目的是為了降低硬度，改善切削加工性；消除鍛造殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。作為用做聯(lián)軸螺栓的中碳鋼42crmo需要球化退火,其退火工藝曲線如圖3所示。100150/h46h680以上控制冷卻速2030/h680以下?tīng)t冷550空冷0 時(shí)間/h 溫度/ 750770圖3 42crmo鋼退火工藝曲線2淬火、高溫回火零件經(jīng)最終熱處理后硬度較高，除磨削外不宜再進(jìn)行其他切削加工，因此工序位置一般安排在半精加工后，磨削加工前。經(jīng)淬火后表面獲得高硬度、高的耐磨性，而心部仍維持良好的綜合力學(xué)性能。為降低表面淬火的淬火應(yīng)力，保持高硬度、耐磨性，淬火后應(yīng)高溫回火。注：

14、采用常規(guī)的調(diào)質(zhì)工藝,在滿足高強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,其塑性和韌性指標(biāo)往往達(dá)不到技術(shù)要求。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用水- 空間淬的淬火工藝,能夠?qū)孛娲蟮牧慵岣邲_擊吸收攻，成功地解決了實(shí)際生產(chǎn)中采用油淬調(diào)質(zhì)不能滿足驗(yàn)收條件的難題。圖4為半加工后淬火、回火熱處理工藝曲線。8504h水-空間淬6006h時(shí)間/h圖4 淬火、回火熱處理工藝曲線空冷溫度/03.射線探傷作為五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法之一的射線檢測(cè)（radiology），在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用。射線探傷是利用x射線對(duì)金屬工件進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)射線穿透物質(zhì)時(shí)的衰減特征來(lái)探測(cè)被檢物中的不連續(xù)性并記錄與顯示其圖象的方法。x射線與自然光并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，都是電磁波，只是x射

15、線的光量子的能量遠(yuǎn)大于可見(jiàn)光。它能夠穿透可見(jiàn)光不能穿透的物體，而且在穿透物體的同時(shí)將和物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用，可以使原子發(fā)生電離，使某些物質(zhì)發(fā)出熒光，還可以使某些物質(zhì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。如果工件局部區(qū)域存在缺陷，它將改變物體對(duì)射線的衰減，引起透射射線強(qiáng)度的變化，這樣，采用一定的檢測(cè)方法，比如利用膠片感光，來(lái)檢測(cè)透射線強(qiáng)度，就可以判斷工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。 i/i=-(（-）t)/(1+n)這個(gè)公式就是射線檢測(cè)基本原理的關(guān)系式，i/i稱為物體對(duì)比度，從它我們可以得知，只要缺陷在透射方向上具有一定的尺寸、其衰減系數(shù)與物體的線衰減系數(shù)具有一定差別，并且散射比控制在一定范圍，我們就

16、能夠獲得由于缺陷存在而產(chǎn)生的對(duì)比度，從而發(fā)現(xiàn)缺陷。2.5 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的熱處理工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則2.5.1 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的退火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則 1退火加熱溫度將亞共析鋼加熱至ac3以上2030，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織，這種熱處理工藝稱為球化退火。由鐵碳合金相圖如圖5可知42crmo 的加熱溫度范圍為820840。加熱溫度過(guò)高會(huì)使螺栓嚴(yán)重脫碳，降低了螺紋的強(qiáng)度，使用時(shí)發(fā)生脫扣的現(xiàn)象。因此必須控制脫碳深度和加熱溫度。本設(shè)計(jì)將采用一種工業(yè)上常用方法球化退火即42crmo普通球化退火。采用加熱到750770，保溫一

17、定時(shí)間（46h)，然后控制冷速（680以上），550后出爐空冷。球化退火后使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變?yōu)榍蛄睿鶆蚍植加阼F素體基體中。具有這種組織的中碳鋼硬度低、被切削性好、冷形變能力大。近年來(lái)球化退火得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。l 圖5 fe-c合金相圖2退火加熱保溫時(shí)間保溫時(shí)間,這個(gè)問(wèn)題比較復(fù)雜,一般由試驗(yàn)確定,但也有個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式:t = kd加熱系數(shù)(min/mm)k工件加熱是的修正系數(shù)d工件的有效厚度(mm) 工件有效厚度的計(jì)算原則是:薄板工件的厚度即為其有效厚度；長(zhǎng)的圓棒料直徑為其有效厚度；正方體工件的邊長(zhǎng)為其有效厚度；長(zhǎng)方體工件的高和寬小者為其有效厚度；帶錐度的圓柱形工件的

18、有效厚度是距小端2l/3(l為工件的長(zhǎng)度)處的直徑；帶有通孔的工件,其壁厚為有效厚度。一般情況下，對(duì)于中碳合金鋼可以按工件有效厚度每15毫米為一小時(shí)來(lái)計(jì)算，所以保溫時(shí)間應(yīng)為46小時(shí)左右。3退火的目的退火使經(jīng)過(guò)鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化，改善塑性和韌性，使化學(xué)成分均勻化，去除殘余應(yīng)力，得到預(yù)期的物理性能。2.5.2 42crmo淬火工藝原理淬火是為了提高的鋼件表面硬度、高耐磨性和心部良好強(qiáng)韌性的配合提供必要條件。一般淬火以下列幾種典型的熱處理工藝：預(yù)冷淬火、一次淬火、二次淬火。對(duì)于高強(qiáng)度螺栓一般用細(xì)晶粒合金鋼，考慮到效益的因素，最為廣泛采用第一種和第二種方法進(jìn)行熱處理，工藝簡(jiǎn)單。

19、下面將簡(jiǎn)單敘述預(yù)冷淬火。預(yù)冷淬火先把已在規(guī)定淬火溫度下充分保溫后的工件出爐空冷一小段時(shí)間,然后再淬火的工藝,一般預(yù)冷到720左右，這種操作對(duì)操作者技能要求很高。1預(yù)冷的目的預(yù)冷的目的是通過(guò)減少工件與淬火介質(zhì)之間的溫度差來(lái)最大限度的降低工件變形、開(kāi)裂等淬火畸變的可能。2淬火冷卻方式選擇螺栓的臨界直徑為54mm左右，由鋼及其熱處理曲線手冊(cè)得到的42crmo鋼臨界淬透性曲線圖6和半馬氏體硬度與鋼的含碳量關(guān)系曲線圖7可知42crmo鋼用水淬火可滿足使用要求。本設(shè)計(jì)采用一種新型淬火方法：水空間淬法。水空間淬火是指將加熱保溫后的鋼材淬入一種冷卻能力較強(qiáng)的介質(zhì)中,避免珠光體轉(zhuǎn)變,然后再淬入另一種冷卻能力較弱

20、的介質(zhì)中,發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。這種淬火工藝?yán)昧藘煞N介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),獲得了較理想的冷卻條件。在生產(chǎn)中,選用水作為第一種冷卻介質(zhì),空氣作為第二種冷卻介質(zhì)。工件在水中的冷卻速度較油中快,大部分奧氏體發(fā)生的是馬氏體轉(zhuǎn)變,由于有效截面較大,不可避免心部或靠近心部的位置存在珠光體轉(zhuǎn)變,回火后的組織中存在鐵素體,但通過(guò)這種淬火方式,所保留的鐵素體的量較油冷淬火要少。強(qiáng)度相近而組織不同的鋼,其沖擊吸收功和韌脆轉(zhuǎn)變溫度以馬氏體高溫回火后的組織回火索氏體最佳,貝氏體回火組織次之,片狀珠光體組織最差。當(dāng)有鐵素體存在時(shí),由于鐵素體是解理裂紋易于擴(kuò)展的通道,可導(dǎo)致材料變脆。當(dāng)有鐵素體存在時(shí), 由于鐵素體是解理裂紋易于擴(kuò)展的通

21、道,因此油冷后,工件的0v型缺口沖擊吸收功偏低。水空間淬間淬,通過(guò)高溫回火后,則擁有較多的回火索氏體, 0v型缺口沖擊吸收功遠(yuǎn)大于油冷試樣。圖6 42crmo鋼淬透性曲線 圖7 半馬氏體硬度與鋼的含碳量關(guān)系曲線2.5.3 42crmo回火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則1回火溫度確定原則42crmo聯(lián)軸螺栓需有較高的力學(xué)性能,在退火、淬火加高溫回火后, 心部硬度hrc4058。由不同鋼含碳量的硬度與回火溫度關(guān)系曲線圖8（鋼的熱處理胡光立、謝希文 西北工業(yè)大學(xué)出版社）可知其在600回火可滿足使用要求。圖8 不同含碳量鋼硬度與回火溫度關(guān)系曲線2回火溫度時(shí)間確定原則回火保溫時(shí)間，是根據(jù)材料、工件尺寸、對(duì)工件的性能

22、要求和加熱爐型而定的，對(duì)于中、高溫回火的工件，回火保溫時(shí)間可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：t=dd+b （min）式中t=回火保溫時(shí)間（min）d=工件有效厚度（mm）b =附加時(shí)間，一般為1020mind=加熱系數(shù)（min/mm）。一般來(lái)說(shuō)中碳合金結(jié)構(gòu)鋼回火時(shí)間按照3045min/mm，大致算出該工件回火時(shí)間約為6小時(shí)。3回火的目的42crmo淬火經(jīng)高溫回火后獲得顯微組織得到回火索氏體，回火索氏體也是馬氏體的一種回火組織，是鐵素體基體與粒狀碳化物的混合物，常溫下是一種平衡組織。高溫回火后強(qiáng)度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。2.6 選擇設(shè)備、儀表和工夾具2.6.1 設(shè)備1退火設(shè)備 罩式退火爐主要用于在

23、自然氣氛或保護(hù)氣氛中進(jìn)行鋼的退火、回火。該退火爐控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9，其系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、通信裝置、控制器、測(cè)試終端等。它的工藝流程是接料裝爐扣內(nèi)罩冷密檢驗(yàn)預(yù)沖洗扣加熱罩加熱保溫更換加熱罩扣冷卻罩冷卻后沖洗等。圖9 罩式退火爐控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2淬火設(shè)備42crmo高強(qiáng)度螺栓考慮到效益等因素淬火是選擇普通型間隙作業(yè)淬火槽。該淬火槽主要由槽體、介質(zhì)注入泵、溢流槽等組成。由于本設(shè)計(jì)采用水空間淬火所以對(duì)淬火的工作技術(shù)要求較高，淬火槽的基本工作順序是：輸送工件水中淬火空冷水中淬火空冷（反復(fù)直到室溫）。在水中和空中冷卻的時(shí)間必須嚴(yán)格控制，否則螺栓心部的鐵素體數(shù)量將得不到減少。3回火設(shè)備中溫箱式電阻爐： 額定功

24、率30kw,額定電壓380v，額定溫度900。2.6.2 儀表1溫度檢測(cè)表熱電偶：k-wrn-型鎳鉻鎳硅（鎳鋁），溫度范圍-40-1000。2溫度顯示與調(diào)節(jié)儀表電子自動(dòng)平衡溫度指示調(diào)節(jié)儀表：xwda100。其技術(shù)參數(shù)如表3。表3 xwda100系列記錄儀主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)序號(hào)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)1指示基本誤差0.58熱電阻導(dǎo)線阻抗(22)（2時(shí)標(biāo)定，實(shí)際在0-4之間）2記錄基本誤差19記錄紙速度交流50hz 220v103指示死區(qū)0.2510報(bào)警輸出設(shè)定精度：1，設(shè)定范圍：10-90，滯環(huán)：0.5，輸出換觸頭，觸頭容量：ac、200v、1a4尺標(biāo)長(zhǎng)度100mm5行程時(shí)間5s11電源電壓交流5

25、0hz 220v106信號(hào)源內(nèi)阻直流電位差計(jì)輸入小于5k，熱電偶輸入10012功耗約8va7電流輸入時(shí)分流電阻電流輸入時(shí)分流電阻：10ma輸入電流500ma,分流電阻1:500a入電流10ma,分流電阻10：20ax輸入電流500a,分流電阻25013質(zhì)量5.5kg3數(shù)字式溫度顯示儀表：面板是數(shù)字溫度儀表：ry2312，測(cè)量范圍：0-1300。2.6.3 設(shè)計(jì)工夾具零件在熱處理過(guò)程中，根據(jù)零件的外形、尺寸及批量和所選用的加熱爐型號(hào)，需要多種吊具和工夾具以保證零件的加熱均勻，不至于變形，保證操作安全。1夾具普通螺栓可以直接堆放，鑒于本設(shè)計(jì)采用特殊的淬火方法，需要反復(fù)的更換淬火介質(zhì)，所以?shī)A具選擇網(wǎng)

26、狀的耐高溫鐵筐，將螺栓堆放在鐵筐中。2掛鉤懸掛夾具的器具，一頭彎曲，一頭帶孔，用來(lái)固定夾具。3定位銷用來(lái)固定掛鉤與儀器。2.7 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓度熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求1外觀形檢查檢查工件表面有無(wú)腐蝕或氧化皮。不得有裂紋及碰傷，表面不得有銹蝕。2工件變形檢查根據(jù)圖樣技術(shù)要求檢查工件的彎曲變形、尺寸及幾何形狀的變化。3硬度檢查 在淬火后檢查包括表面及心部硬度，一般用洛氏硬度hrc標(biāo)尺測(cè)量。42crmo 鋼在淬火、高溫回火后,心部硬度hrc4058。表面硬度比心部硬度不超過(guò)300hbw。4金相組織檢查按技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)檢查組織形態(tài)及分布，殘留奧氏體和回火索氏體數(shù)量，有無(wú)反常組織，心

27、部組織是否粗大及鐵素體是否超出技術(shù)要求等，一般在顯微鏡下放大400倍觀察。2.8 42crmo高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓熱處理常見(jiàn)缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法2.8.1 加熱時(shí)常見(jiàn)的缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法1欠熱缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施鋼在加熱時(shí)，由于加熱溫度過(guò)低、加熱時(shí)間過(guò)短，產(chǎn)生細(xì)片狀和點(diǎn)狀珠光體組織這不僅影響生產(chǎn)而且直接危害高強(qiáng)度聯(lián)軸螺栓的性能, 因其碳化物較細(xì), 彌散度大, 容易溶入奧氏體, 導(dǎo)致淬火過(guò)熱和淬火裂紋現(xiàn)象。防止欠熱主要措施是嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間。2）返修方法可通過(guò)重新退火來(lái)補(bǔ)救。2過(guò)熱缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施鋼加熱時(shí)，由于加熱溫度過(guò)高或加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引起奧氏

28、體晶粒粗大而產(chǎn)生的組織缺陷并形成大量的網(wǎng)狀碳化物。防止過(guò)熱主要措施是嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間。2）返修方法可通過(guò)重新退火來(lái)補(bǔ)救。3過(guò)燒缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施鋼加熱時(shí)，由于加熱溫度過(guò)高，造成晶界氧化或局部熔化的組織缺陷。防止過(guò)燒主要措施是嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間。2）返修方法工件過(guò)燒無(wú)法挽救只能報(bào)廢。4 表面脫碳缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施退火加熱溫度過(guò)高和保溫時(shí)間不當(dāng)導(dǎo)致氧化脫碳現(xiàn)象嚴(yán)重。防止脫碳主要措施是嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間，嚴(yán)格控制脫碳層深度。2) 返修方法螺栓主要工作地方為螺紋，若螺紋脫碳嚴(yán)重，則可導(dǎo)致螺栓工作時(shí)脫扣，所以可以直接報(bào)廢處理。2.8.

29、2 淬火、回火缺陷與預(yù)防、補(bǔ)救1表層大量殘余奧氏體缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施 淬火溫度過(guò)高，奧氏體中碳及合金元素含量較高。 2) 返修方法冷處理； 緩冷再加熱淬火；高溫回火后，重新加熱淬火；采用合適的加熱溫度，重新淬火。2硬度過(guò)高或過(guò)低或不均勻缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施主要是由于回火溫度過(guò)低、過(guò)高或爐溫不均勻所造成的?；鼗鸷笥捕冗^(guò)高還可能是由于回火時(shí)間過(guò)短。硬度不均勻可能是由于一次裝爐量過(guò)多，或選用加熱爐不當(dāng)所致。這類問(wèn)題可以通過(guò)調(diào)整回火溫度等控制。2) 返修方法再回火爐中重新加熱回火。3回火變形缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救形成原因及防止措施由于回火前工件內(nèi)應(yīng)力不平衡，回火是應(yīng)力松弛或產(chǎn)生應(yīng)力重新分布所致。要避免回火變形，或采用多次校直多次加熱，或采用壓具回火等。4回火脆性缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施主要原因是由于所選回火溫度不當(dāng)，或回火冷卻速度不夠（第二類回火脆性）所致。防止回火脆性的出現(xiàn)應(yīng)正確選擇回火溫度和冷卻方式。2) 返修方法一旦出現(xiàn)回火脆性，對(duì)于第一類回火脆性，只能通過(guò)加熱淬火，另選回火溫度回火：對(duì)于第二類回火脆性，可采取重新加熱回火，然后加速回火冷卻速度的方法消除。2.9 熱處理工藝卡2.9.1 42crmo退火工藝卡熱處理工藝卡零件名稱高