课程设计(说明书)
螺纹磨床丝杠热处理工艺设计。
学院：机械工程学院
专业：材料成型及控制工程。
姓名：薄美玉。
学号：1012012078
指导教师：姜英
2023年7月。
目录。一、热处理工艺课程设计的意义及目的┈┈┈1
二、设计任务。
2.1给定零件2
2.2技术要求2
2.3 选材论证3
三、热处理工序。
3.1 工艺流程4
3.2 热处理工艺参数设定4
四工艺曲线
五、热处理后检验。
5.1 热处理后检验方法10
5.2热处理规范及操作守则11
六 、热处理材料组织、性能分析14
七 、加热设备19八 、心得体会20
9、参考书籍22
10、热处理工艺卡22
一、热处理工艺课程设计的目的及意义。
热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的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知识去解决工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。
2、学习热处理工艺课程设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等。
3、进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
2、设计任务：
2.1给定零件：
2.2技术要求：淬火后硬度≥56hrc,淬硬层深5.5—6mm，径向圆跳动≤0.7mm;
2.3选材9mn2v
选材论证：丝杠整体要有一定的刚度和强度，在工作中不能产生大的挠度和塑性变形，因此必须具有较好的综合力学性能和高的尺寸稳定性。同时其相关工作部位（滚道、轴径）也要求具有高的磨损抗力，高的接触疲劳强度即具有高硬度、高强度与足够的耐磨性。
还要求丝杠在工作过程中，具有传动灵敏、平稳、定位精度和重复精度高等要求；对于在腐蚀介质和较高温度下工作的丝杠，还要求具有耐腐蚀和耐热性等。
螺纹磨床丝杠高精度时，对工作频繁又能承重载时选用9mn2v。由于9mn2v钢淬透性好，淬火畸变倾向小，淬火硬度高(可达58hrc以上),加工的表面粗糙度值低、磨削裂纹倾向小，因此选用9mn2v钢制造螺纹磨床丝杠可以保证其耐磨性和尺寸稳定性。
和碳素工具钢相比，低合金工具钢的淬透性比较高，热处理变形较小，耐磨性较好，所以可以制造工具尺寸较大、形状比较复杂。精度要求相对较高的模具。9mn2v钢中由于含较多的mn元素，提高了淬透性，该钢的油淬临界直径约为30mm。
mn的存在使马氏体相变临界点ms降低，在室温下有比较多的残余奥氏体（约20%~22%），所以淬火时变形比较小。适量的v能克服mn的缺点，降低钢的过热敏感性，细化晶粒，并且少量的vc碳化物提高了钢的耐磨性。可以克服t10钢的淬透性低、变形大的缺点，又没有crwmn钢的网状碳化物难以消除的缺陷。
9mn2v钢的化学成分。
3热处理工序。
3.1工艺流程。
下料→调质处理→粗车及粗磨外圆→中频感应加热表面淬火→热矫直→深冷处理→低温回火→磨外圆、粗磨螺纹→低温时效→精磨→低温时效→研磨及超精磨。
3.2热处理工艺参数设定。
3.2.1 调质处理：
调质处理目的：消除工件表面淬硬层内的游离铁素体，均匀组织，是工件整体获得良好的综合力学性能。
加热方法：热炉装料。理由：缩短加热时间，节省能源。加热介质：盐浴加热。理由：减小开裂倾向。
淬火加热温度为780~820℃。
淬火加热温度确定依据：9mn2v为过共析钢低合金工具钢，淬火加热温度在ac1~accm范围时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化加热温度物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且有很好的韧性。
如果淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。因此加热温度设定为780~820℃。
保温时间1~2h：
保温时间。冷却方法：分级淬火法。
理由：分级淬火减少了马氏体转变时截面上的温度差，热应力降低，还由于工件各部分温度趋于均匀，使马氏体转变的不同时现象减少。
淬火温度选择在250℃附近。分级淬火后处于奥氏体状态的工件具有较大塑（相变超塑性），因而创造了进行矫直和矫正的条件。
冷却介质：油冷。
随着油温的升高，油会变稀，而增加流动性，冷却能力加强，改进了淬火效果。在200~300℃马氏体转变区冷却非常缓慢，减少了工件的变形和开裂倾向。
冷却介质：为得到较高硬度的马氏体组织选择在油中冷却，对于淬透性较好的9mn2v钢选用普通淬火油即可。
9mn2v钢的淬火临界直径。
油淬表面硬度与有效厚度的关系。
淬火后回火温度500~650℃
理由：淬火后采用高温回火，以得到回火索氏体组织，进而获得良好的综合机械性能。
硬度与回火温度的关系。
3.2.2中频感应加热表面淬火。
60mm外圆采用850℃中频加热，自来水冷却淬硬；∮74.5mm淬硬采用定时加热，传到升温至880℃后利用压缩空气进行冷却。
中频感应加热后零件表面的硬度高，心部保持较好的塑性和韧性，呈现低的缺口敏感性，故冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等有很大的提高。淬层深度可以满足设计要求。同时，感应加热表面淬火的机械零件脆性小，还能提高零件的力学性能（如屈服点、抗拉强度、疲劳强度），同样经过感应加热表面淬火的钢制零件的淬火硬度也高于普通加热炉的淬火温度。
感应加热方法：同时加热淬火。
加热时间：th=3s
额定功率：100kw 频率2500hz
电压400v，电流120a
感应淬火冷却方式：喷射冷却。
淬火介质：自来水。
喷射密度：（10~40）*10-6m3/cm2·s，水温为15~30℃，喷水冷却时间根据公式tc=(1~2)th(s) th—同时加热淬火法的加热时间，s
3.2.3深冷处理。
中频淬火后应进行—70℃×2h的冷处理，目的：为了消除或减少残余奥氏体，以防止工件在使用过程中由于残余奥氏体的继续转变而导致尺寸精度发生变化，所以采用深冷处理。深冷处理可使淬火马氏体析出高度弥散的超微细碳化物，随后进行低温回火后，这些超微细碳化物可转变为碳化物。
而未经深冷处理的马氏体，在低温回火后，仅在某些局部区域析出有少量的碳化物。
冷处理就是将淬火冷却至室温的工件继续冷却至零摄氏度以下，使残余奥氏体转变为马氏体的处理方法。冷处理适用于要求硬度高、耐磨性好的精密零件。工件经冷处理可达到以下目的：
a提高淬火钢的硬度。
b稳定工件尺寸，防止在使用和保管中发生畸变；
c.提高钢的铁磁性；
d.提高渗碳零件的抗疲劳性能。
生产中常用的冷处理温度一般在-40~-80之间，属于冰冷处理范围，对于某些特殊用途的零件可采用更低的冷处理温度。冷处理的保温时间与工件大小、批量多少及处理方法有关，以工件表里温度达到均匀一致为原则。一般在成批处理时，保温时间为0.
5~2h。应注意的是：1）工件的冷处理要在淬火后立即进行。
时间间隔一般不超过0.5~1h，这是因为在室温下停留过长的时间，残余奥氏体会处于稳定，会降低冷处理的效果；2）工件经冷处理后必须立即回火，以获得稳定的回火马氏体，并使残余奥氏体进一步转变。零件经冷处理后，残余奥氏体较冷处理前显著减少，并使硬度较前有所提高。
3.2.4低温回火。
在200~240℃回火6~8h。
回火时间依据：
回火时间是从工件入炉后炉温升至回火温度时开始计算的。可参考经验公式：
t= kn + an*d
式中。t—回火时间；（min）
kn—回火时间基数；
an— 回火时间系数；
d—零件有效厚度；（mm）
通过查热处理手册得kn 和 an的推荐值见表3-7
表3-6目的：使表面获得高硬度、高耐磨性及高疲劳强度，减少内应力，降低脆性。
3.2.5、低温时效。
低温时效是在中频淬火及半精加工之后进行的，其主要作用是消除残余磨削应力及稳定淬火后的残余奥氏体。一般选择低于中频后低温回火温度。
课程设计报告 热处理设备
北华航天工业学院。热处理设备课程设计 课程设计报告。报告题目。作者所在系部。作者所在专业。作者所在班级。作者姓名。作者学号。指导教师姓名。完成时间。热处理设备 课程设计任务书。目录。1 前言 1 1.1 本设计的目的 1 1.2 本设计的技术要求 1 2 设计说明 2 2.1 确定炉体结构和尺寸 2...
水处理课程设计
水污染控制工程 课程设计任务书。环境工程120319,320用 一 设计目的 水污染控制工程 课程设计是在学生完成 水污染控制工程 中污水处理理论学习后进行的，是理论学习向实际工程应用的一个过渡。通过设计，达到以下目的 1.巩固及深化对基本理论 基本概念的理解 2.使学生掌握水处理工艺选择 工艺计算...
课程设计课程设计
机械设计。课程设计。设计题目 带式运输机传动装置设计。学院 湖州师范学院信息与工程学院。班级 设计者 指导老师 2011年1月5日。一 前言。为便于整台机器的设计 制造 装配 运输和维修等常将其中的减速传动部分设计合格制造成独立部件的闭式传动装置，称为减速器。由于减速器的应用十分广泛，为了降低成本，...