3Cr2W8V鋼壓鑄模氣體軟氮化熱處理車間設(shè)計解析

1、1課程設(shè)計任務書設(shè)計題目3Cr2W8V鋼壓鑄模氣體軟氮化熱處理生產(chǎn)線學生姓名付江學生學 號2010 1499專業(yè)班級金材一班指導教 師徐光青劉寧1設(shè)計題目3Cr2W8V鋼壓鑄模氣體軟氮化熱處理生產(chǎn)線成績課 程設(shè) 計主 要內(nèi) 容制定熱處理工藝、工作制度、年時基數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇 所需要的熱處理設(shè)備，最后應給出參考文獻，并繪制出設(shè)備在 車間的平面布置圖。具體要求如下：（1） 確定工件的形狀、尺寸，制定出車間的工作制度、年時基 數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)；（2） 對于沒有給出材料的零件，選擇材料，要論述工件的服役 條件及對材料性能的要求；（3） 確定工件的加工工藝流程，制定熱處理工藝，并且，加以 論述其依據(jù)；（4

2、） 根據(jù)熱處理工藝選擇適當?shù)臒崽幚碓O(shè)備，對主要的加熱設(shè) 備的爐體結(jié)構(gòu)、爐膛尺寸、功率要進行計算和論述，根據(jù)生產(chǎn) 率確定所需要的臺數(shù)；（5） 合理地設(shè)計工件的熱處理生產(chǎn)線，畫出設(shè)備在車間里面的 平面布置圖（該圖要求用計算機繪制，并用A3紙打印出來，圖 中設(shè)備用參考圖例畫出，其它的要按照國家標準畫出）；（6） 設(shè)計任務書按照如下順序進行裝訂：封面、表格、目錄、 具體內(nèi)容、參考文獻；設(shè)計任務書封面、表格請見后面附件， 表格中設(shè)計題目、課程設(shè)計主要內(nèi)容部分由同學填寫，設(shè)計任 務書除了封面、表格、目錄以外，其余每頁應該標注頁碼，并 在目錄部分自動生成。（7）用同學名字作為文件夾名稱，內(nèi)含設(shè)計任務書的Wo

3、rd文檔和車間平面布置圖CAD文檔，兩個文件均用同學名字，和課 程設(shè)計紙質(zhì)材料一起上交。指 導教 師評 語一、.綜述3二、 熱處理車間任務 .3（1）.工件條件分析32（2）.零件形狀尺寸4（3）.車間工作制度、年時基數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)4三、.熱處理工藝方法及選擇6四、.熱處理工藝制度制定9（1）.等溫球化退火9（2）. 穩(wěn)定化處理13（3）.淬火13（4）. 高溫回火14（5）.氣體軟氮化14五、 常見缺陷及分析 .12六、壓鑄模性能檢測方法.15七、 熱處理設(shè)備的選用 .15（1）.設(shè)備的選用15（2）.設(shè)備數(shù)量的計算186（3）.主要設(shè)備的型號選擇16八、熱處理輔助設(shè)備選用 .18（1）. 冷

4、卻設(shè)備18（2）. 清理設(shè)備19（3）. 檢查設(shè)備19（4）.其他輔助設(shè)備19九、起重運輸及自動化設(shè)備 . 20（1）.常規(guī)起重運輸設(shè)備20（2）.生產(chǎn)機械化與自動化裝置20十、車間布局.20（1）.車間在廠區(qū)內(nèi)的位置20（2）.車間面積及面積指標21（3）. 布局原則21（4）.車間設(shè)備布局間距211十一、參考文獻.22、綜述金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一， 與其他加工工藝相比，熱處理一 般不改變工件的形狀和整體的化學成分， 而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或 改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi) 在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所

5、需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外， 熱處理工藝往往是必 不可少的。3正所謂“工欲善其事，必先利其器”，那么也就必須給熱處理一個良好的環(huán)境 及先進設(shè)備，總的來說就是一個設(shè)計得當?shù)臒崽幚碥囬g。 設(shè)計的主要內(nèi)容整個熱 處理車間的設(shè)計過程。熱處理車間生產(chǎn)任務、工作制度及年時基數(shù)、工藝設(shè)計、熱處理設(shè)備的選擇與計算、車間設(shè)備組織與布置、車間動力和輔助材料消耗量計 算、熱處理的生產(chǎn)安全與環(huán)境保護、熱處理車間人員定額、熱處理車間的建設(shè)投 資及技術(shù)經(jīng)濟指標等方面，對熱處理車間進行設(shè)計。從熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢，大力發(fā)展先進的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，

6、用 高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低 成本、專業(yè)化生產(chǎn)”的方向上設(shè)計熱處理車間。車間設(shè)計的主要內(nèi)容，一般熱處理車間的設(shè)計，應包括如下主要內(nèi)容:（1）確定材料、服役條件、對材料性能的要求；（2）確定零件形狀、尺寸。（3）車間生產(chǎn)綱領(lǐng)、工作制度、年時基數(shù)；（4）確定工件加工工工藝流程、確定熱處理工藝；（5）根據(jù)熱處理工藝選擇適當?shù)臒崽幚碓O(shè)備；（6）合理設(shè)計工件熱處理生產(chǎn)線（7）對公共系統(tǒng)設(shè)計的要求；（8）生產(chǎn)安全與環(huán)境保護；（9）工藝設(shè)備平面布置圖與設(shè)備明晰表；二、熱處理車間任務本設(shè)計的任務是設(shè)計一間生產(chǎn)3Cr2W8Vffl壓鑄模的熱處理車間。（1） 工作條件

7、分析3Cr2W8ffl是目前國內(nèi)外廣泛應用的熱模具鋼，模具的服役條件極其惡劣,在高溫狀態(tài)承受強烈磨擦和高沖擊力，要求材料具有高的強韌性，抗熱疲勞性和 耐磨性，3Cr2W8V鋼屬于過共析鋼，它主要用于制造高溫下受高應力、受沖擊負 荷小的各種模具。由于它含有多種易形成碳化物的Cr、W V等合金元素，故在高溫下具有較高的強度和硬度以及良好的淬透性。但該種鋼的韌性、塑性稍差，在生產(chǎn)中很易產(chǎn)生裂紋，致使模具壽命大幅度降低17。3Cr2W8V鋼含有較多碳 化物形成元素且鉻鎢均能提高臨界點和回火穩(wěn)定性，因而具有較高的抗熱疲勞性和高溫機械性，但經(jīng)常規(guī)熱處理工藝處理的3Cr2W8V鋼模具在使用中經(jīng)常發(fā)生早 期脆

8、斷，降低了模具的使用壽命，給生產(chǎn)帶來嚴重影響18。（1）化學成分43Cr2W8V鋼的化學成分如下:3Cr2W8V鋼的化學成分W%CCrWVSiMnPS0.30-0.2.2-2.77.5-9.00.2-0.5400.40.40.030.03臨界溫度3Cr2W8V鋼的臨界溫度如下：3Cr2W8 V鋼的臨界溫度臨界溫度Ac1Ac3Ar1溫度(近似值)/C820-8301100790(2)零件形狀尺寸3Cr2W8V鋼壓鑄模的外形尺寸為:(3)車間工作制度、年時基數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)一個熱處理車間或工段所承擔的生產(chǎn)綱領(lǐng)， 是設(shè)計熱處理車間的基礎(chǔ)。只有 明確了車間的綱領(lǐng)，所確定的車間生產(chǎn)規(guī)模，所選定的工藝

9、和設(shè)備才能符合實際 需要。所謂生產(chǎn)綱領(lǐng)，首先是所承擔本企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品的熱處理零件年產(chǎn)量，也就是設(shè)計綱領(lǐng)。以滿足零件熱處理新的技術(shù)要求為前提，“三創(chuàng)新”(即材料創(chuàng)新、 工藝創(chuàng)新和工裝創(chuàng)新)的結(jié)果是行之有效的結(jié)果。熱處理工藝設(shè)計是熱處理車間設(shè)計的中心環(huán)節(jié)， 是設(shè)備選擇的主要依據(jù)。所 確定的熱處理工藝必須先進、可靠、經(jīng)濟合理，并與車間生產(chǎn)規(guī)模相適應。常規(guī) 工藝應力求工藝路線簡化，6o0II0fnlR 110 5運輸量最小，工序較小，節(jié)省能源及勞動量。采用先 進工藝應經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證或?qū)嶒炑芯浚〉每尚诺脑囉眯Ч?。企業(yè)機械產(chǎn)品熱處理零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，包括鑄件，鍛件毛坯的預備熱處理和機 械產(chǎn)品零件的最終熱處

10、理。這些就是根據(jù)產(chǎn)品零件圖紙所規(guī)定的技術(shù)所決定的。熱處理車間還應該承擔本企業(yè)自制的切削工具、各類模具、機械修理備件、 配件的熱處理任務，根據(jù)其任務量的大小確定車間的設(shè)置。為提高設(shè)備負荷率，應盡量結(jié)合車間的特點接受對外協(xié)作任務，對于比較固定的長期協(xié)作任務，也應 列入車間生產(chǎn)任務內(nèi)。所設(shè)計的熱處理車間的年產(chǎn)量為400噸的3Cr2W8Vffl壓鑄模6工作制度、年時基數(shù)根據(jù)車間生產(chǎn)性質(zhì)和任務，一般單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)的綜合熱處理車間， 應 采用三班工作制。其中個別工藝周期較長應連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備或大型設(shè)備應考慮三 班工作制；安裝在生產(chǎn)流水線上的熱處理設(shè)備， 應與生產(chǎn)線生產(chǎn)班制相一致。詳 細見下表。1）設(shè)備年

11、時基數(shù)為設(shè)備在全年內(nèi)的總工時數(shù)，等于在全年日內(nèi)應工作的的 時數(shù)減去各種時間損失，即：F設(shè)二D設(shè)Nn(1-b%)4.01）式中F設(shè)設(shè)備年時基數(shù)（h）；D設(shè)一設(shè)備全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全 年星期雙休日（104天）=251天；N每日工作班數(shù)；n每班工作時數(shù)，一般為8小時，對于有害健康的工作，有時為6.5小時；b損失率，時間損失包括設(shè)備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時調(diào)度的損失，以及每班下班前設(shè)備和場地清潔工作所需的停工損 失（一般取4%。2）工人年時基數(shù)尸人=D人n(1 _b%)式中F人一工人年時基數(shù)（h）；D人一工人全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-

12、全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天；熱處理車間設(shè)備和工人年時基數(shù)項目生產(chǎn)性質(zhì)工 作班 制 全年 工作日每班工 作時數(shù)全年時間損 失（%年時 基數(shù)一、設(shè)備一般設(shè)備連續(xù)工作制3355848179重要設(shè)備階段工作制3251845783小型簡易熱處理 爐階段工作制3251845783大型復雜熱處理 爐連續(xù)工作制3355848179二、工人一般工作條件251841928較差工作條件251881847本車間設(shè)備年時基數(shù)8179h,工人年時基數(shù)1928h三、熱處理工藝方法及選擇(公式4.02)7（1）預選熱處理選擇正火正火通常是把鋼加熱到臨界溫度Ac3或Acm線以上，保溫一段時間，然后

13、進 行空冷。正火目的是在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化。正火的主要應用范圍有：用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較 好，可作為切削加工的預處理。用于中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理， 也可作為用感應加熱方法進行表面淬火前的預備處理。用于工具鋼、軸承鋼、 滲碳鋼等，可以消降或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成， 從而得到球化退火所需的良好組 織。用于鑄鋼件，可以細化鑄態(tài)組織，改善切削加工性能。用于大型鍛件， 可作為最后熱處理，從而避免淬火時較大的開裂傾向。用于球墨鑄鐵，使硬度、 強度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要 零件。過共析鋼球化退火前進行一次正火，可消除網(wǎng)狀二

14、次滲碳體，以保證 球化退火時滲碳體全部球?；Ｍ嘶鹜嘶鹗菍⒔M織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當?shù)臏囟?，保持一定時 間，然后緩慢冷卻以達到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。退火目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變 形與裂紋傾向；細化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。退火工藝分類根據(jù)鋼的化學成分和退火目的的不同， 退火工藝種類很多。其中按加熱溫度 可分為兩大類：一是臨界溫度（Ac1或Ac3）以上的退火，稱為“相變重結(jié)晶退 火”包括完全退火、不完全退火、晶粒粗化退火、擴散退火和球化退火等；二 是加熱到臨界溫度（Ac1或Ac3）以下的退火，稱為“低溫退火”，包括軟化退火、 再結(jié)晶退

15、火和去應力退火等。下面介紹幾種常用的退火工藝完全退火：將亞共析鋼加熱至Ac3以上20-30C,保溫足夠時間奧氏體化后， 隨爐緩慢冷卻，從而得到接近平衡的組織，這種熱處理工藝稱為完全退火。完全退火只適用于亞共析鋼，不宜用于過共析鋼，過共析鋼緩冷后會析出網(wǎng) 狀二次滲碳體。使鋼的強度、塑性和韌性大大降低。不完全退火：不完全退火又叫不完全重結(jié)晶退火，是將鋼加熱到Ac1與Ac3或Ac1與Acm之間某一溫度，保溫后緩慢冷卻下來，使鋼組織發(fā)生不完全重結(jié)晶。不完全退火可用于亞共析鋼也可用于共析鋼。 不完全退火的目的與完全退火 相同，都是通過相變重結(jié)晶來細化晶粒，改善組織，去除應力，改善切削性能， 只是由于重結(jié)

16、晶不完全而程度稍差，但卻能節(jié)約時間，降低費用，提高生產(chǎn)率。球化退火：球化退火是使鋼中碳化物球化而進行的退火工藝。將鋼加熱到Ac1以上20-30C,保溫一段時間，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。球化退火主要適用于共析鋼和過共析鋼， 經(jīng)球化退火得到的是球狀珠光體組 織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比， 不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易長大，冷卻時 工件變形和開裂傾向小。另外對于一些需要改善冷塑性變形（如沖壓、冷鐓等） 的亞共析鋼有時也可采用球化退火。球化退火工藝方法很多，最常用的兩種工藝是普通球化退火

17、和等溫球化退 火。普通球化退火是將鋼加熱到Ac1以上20-30C,保溫適當時間，然后隨爐緩 慢冷卻，冷到500E左右出爐空冷。等溫球化退火是與普通球化退火工藝同樣的 加熱保溫后，隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進行等溫，等溫時間為其加熱保溫時 間的1.5倍。等溫后隨爐冷至500E左右出爐空冷。和普通球化退火相比，等溫 球化退火不僅可縮短周期，而且可使球化組織均勻，并能嚴格地控制退火后的硬 度。結(jié)合3Cr2W8V鋼的實際特點，對正火和退火的優(yōu)缺點以及適用范圍進行比 較，發(fā)現(xiàn)正火和退火都能滿足要求，但是退火能夠細化晶粒，消除內(nèi)應力，最終 我們選擇退火作為預選8熱處理，在退火具體工藝的選擇過程中，等溫球

18、化退火不 僅適用于3Cr2W8V鋼，并且球化組織均勻，并能嚴格地控制退火后的硬度。 時間 短，生產(chǎn)效率高。綜上所述，最終選擇等溫球化退火作為預選熱處理。（2）最終熱處理的選擇淬火將鋼件加熱到奧氏體化溫度并保持一定時間，然后以大于臨界冷卻速度冷 卻，以獲得非擴散型轉(zhuǎn)變組織，如馬氏體、貝氏體和奧氏體等的熱處理工藝。淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變， 得到馬氏體或下貝氏 體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲 勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。常用的淬火方法有

19、單液淬火法、中斷淬火法（雙淬火介質(zhì)淬火法）、分級淬火法、等溫淬火法。單液淬火法，把已加熱到淬火溫度的工件淬入一種淬火介質(zhì)， 使其完全冷卻。 它是最簡單的淬火方法，常用于形狀簡單的碳鋼和合金鋼工件，優(yōu)點是操作簡單， 易于實現(xiàn)機械化，應用廣泛。缺點是在水中淬火應力大，工件容易變形開裂；在 油中淬火，冷卻速度小，淬透直徑小，大型工件不易淬透。中斷淬火法（雙淬火介質(zhì)淬火法），把加熱到淬火溫度的工件，先在冷卻能 力較強的淬火介質(zhì)中冷卻至接近Ms點，然后轉(zhuǎn)入慢冷的淬火介質(zhì)中冷卻至室溫， 以達到在不同淬火冷卻溫度區(qū)間，有比較理想的淬火冷卻速度?？捎糜谛螤顝碗s、 截面不均勻的工件淬火。雙液淬火的缺點是難以掌握

20、雙液轉(zhuǎn)換的時刻，轉(zhuǎn)換過早容易淬不硬，轉(zhuǎn)換過遲又容易淬裂。分級淬火法， 把工件由奧氏體化溫度淬入高于該種鋼馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度的 淬火介質(zhì)中，在其中冷卻直至工件各部分溫度達到淬火介質(zhì)的溫度，然后緩慢冷 至室溫，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。分級冷卻的目的，是為了使工件內(nèi)外溫度較為均勻， 同時進行馬氏體轉(zhuǎn)變，可以大大減小淬火應力，防止變形開裂。等溫淬火法，工件淬火加熱后，若長期保持在下貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)的溫度， 使之 完成奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變，獲得下貝氏體組織，這種淬火方法稱為等溫淬火。等溫 淬火用于中碳以上的鋼，目的是為了獲得下貝氏體，以提高強度、硬度、韌性和 耐磨性。低碳鋼一般不采用等溫淬火。冷卻方法的選擇，考慮模具形

21、狀簡單，淬火過程亦比較容易，故選用單液淬 火法。回火回火是工件淬硬后加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到 室溫的熱處理工藝。根據(jù)回火溫度的不同，分為低溫回火、中溫回火、高溫回火三種。低溫回火(150-250C),組織是回火馬氏體，和淬火馬氏體相比，回火馬氏 體既保持了鋼的高硬度、高強度和良好耐磨性，又適當提高了韌性。主要用于高 碳鋼，合金工具鋼制造的刃具、量具、模具及滾動軸承，滲碳、碳氮共滲和表面 淬火件等。中溫回火(350-500C),組織為回火屈氏體，對于一般碳鋼和低合金鋼，中 溫回火相當于回火的第三溫度區(qū)， 此時碳化物開始聚集，基體開始回復，淬火應 力基本消除。工件具有高

22、的彈性極限，有良好的塑性和韌性，主用于彈性件及模 具處理。高溫回火(500-650C),組織為回火索氏體，淬火和隨后的高溫回火稱為調(diào) 質(zhì)處理，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，鋼具有優(yōu)良的綜合機械性能。因此，高溫回火主要適用 于中碳結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼，用來制作汽車、拖拉機、機床等承受較大載荷的 結(jié)構(gòu)零件，如曲軸、連桿、螺栓、機床主軸及齒輪等重要的機器零件。由于3Cr2W8璉岡在高溫狀態(tài)下使用，因而采用高溫回火比較符合實際情況。9(3)零件表面強化處理的選擇模具經(jīng)鍛造、球化退火、機加工、淬火、兩次回火后，其力學性能基本已達 到要求，但是，一方面，由于模具在高溫金屬液流動的反復摩擦下會出現(xiàn)摩擦磨 損，影響模具的精度

23、，進而嚴重影響產(chǎn)品的表面光潔度以及產(chǎn)品的精度，所以在以上熱處理基礎(chǔ)上還需要對模具進行表面處理，尤其是型腔表面，需要提高其耐磨性，以保證模具在長時間使用下的表面精度；另一方面，高溫的鋁合金金屬液在凝固后脫模時極易粘附在型腔表面造成鑄件表面劃傷，影響光潔度以及尺寸精 度，為了防止鋁合金鑄件的粘附，不得不頻繁涂抹涂料，使型腔表面溫度降得過 低，這對模具的熱疲勞壽命和表面質(zhì)量均有不良影響，然而對表面進行處理可防止鋁合金粘模。對模具常用的提高表面耐磨性的表面處理工藝有滲碳、滲氮、碳氮共滲等等。該模具采用的是氣體軟氮化熱處理軟氮化實質(zhì)上是以滲氮為主的低溫碳氮共滲， 鋼的氮原子滲及的同時，還有少 量的碳原子

24、滲入，其處理結(jié)果與前述一般氣體氮相比，滲層硬度較低，脆性較小， 故稱為軟氮化。軟氮化方法分為氣體軟氮化和液體軟氮化兩大類。目前國內(nèi)生產(chǎn)中應用最廣泛的是氣體軟氮化。氣體軟氮化是在含有活性碳、氮原子的氣氛中進行低溫碳、氮 共滲，常用的共滲介質(zhì)有尿素、甲酰胺和三乙醇胺，它們在軟氮化溫度下發(fā)生熱 分解反應，產(chǎn)生活性碳、氮原子?；钚蕴肌⒌颖还ぜ砻嫖?，通過擴散滲入工件表層，從而獲得以氮為主的 碳氮共滲層。氣體軟氮化溫度常用560-570C,因該溫度下氮化層硬度值最高。氮化時間常為2-3小時，因為超過2.5小時，隨時間延長，氮化層深度增加很慢。鋼經(jīng)軟氮化后，表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白層，

25、它是由&相、丫相和含氮的滲碳體Fe3(C, N)所組成，次層為0。3-0。4毫米的擴散層，它 主要是由丫相和相組成。軟氮化具有以下特點：(1) 處理溫度低，時間短，工件變形小。(2) 不受鋼種限制，碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金 材料均可進行軟氮化處理。工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān)。(3) 能顯著地提高工件的疲勞極限、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具 有抗擦傷和抗咬合等性能。(4) 由于軟氮化層不存在脆性E相，故氮化層硬而具有一定的韌性，不容易剝 落。因此，目前生產(chǎn)中軟氮化巳廣泛應用于模具、量具、高速鋼刀具、曲軸、齒輪、氣缸套等耐磨工件的處理。

26、四、熱處理工藝制度制定該3Cr2W8V壓鑄模的生產(chǎn)工藝流程圖如下：下料鍛造球化退火粗加工穩(wěn)定處理一精加工一淬火-一兩次回火鉗修打磨一氣體軟氮化1等溫球化退火加熱保溫時間和等溫時間由模具材料、尺寸及加熱設(shè)備類型而定，模具退火 一般采用箱式爐，加熱保溫時間按照模具有效厚度計算，加熱系數(shù)12mi nmm。原始組織的好壞對模具鋼的韌性和冷熱疲勞性能有很大的影響，為改善熱作模具鋼的強韌性配合，對于性能要求比較高的模具，可采用預調(diào)質(zhì)處理或者采用淬火 加高溫回火或退火相結(jié)合的方法，以獲得細小的珠光體和細小彌散分布的碳化物 組織，為最終熱處理提供很均勻的組織，從而使得最終熱處理后能達到優(yōu)良的強 韌性配合。在等

27、溫球化退火工藝的制定過程中，奧氏體化溫度及等溫轉(zhuǎn)變溫度十分重 要。奧氏體化溫度較高時，未溶碳化物數(shù)量較少，奧氏體晶粒較大，而且其中的 碳含量的分布也比較均勻，因10而有利于球化過程的進行。等溫轉(zhuǎn)變溫度較低時， 碳(及合金元素)在奧氏體中擴散較困難，也不利于球化過程的進行。只有當奧 氏體溫度較低，等溫轉(zhuǎn)變溫度較高的處理規(guī)程下，才能得到球化組織。等溫球化退火規(guī)范：首先毛坯入爐，隨爐升溫緩慢加熱，加熱至Ai+(2030C)，保溫34h，經(jīng)查表，3Cr2W8Vl岡的A為830E，故升溫加熱至840E860r并保溫34h;然后隨爐緩冷至Ai-(2030C)保溫45h,經(jīng)查表3Cr2W8V鋼的A為790r

28、，故升溫加熱至760r770r并保溫45h;然后再隨爐緩冷 至550r，空冷至室溫。經(jīng)硬度檢測，硬度可達229HBWV共晶碳化物等級w3級。 如果鋼中的原始組織網(wǎng)狀碳化物較嚴重，則需要加熱到略高于Am的溫度，使碳化物網(wǎng)溶入奧氏體，然后再較快地冷卻到A1下溫度進行等溫球化退火。經(jīng)過球化退火，可使可切削性能大大提高；在淬火時，溶入奧氏體的碳化物11較均勻；淬火開裂和淬火變形減輕；而韌性有所增加等等多方面有所改善。S40-S60V時間/nd.n2穩(wěn)定處理 穩(wěn)定化處理的目的是為了消除機械加工應力以減少對于變形的影響。 工藝為：在650680C保溫45h,然后冷卻到400C出爐。3淬火1）淬火加熱溫度淬

29、火加熱溫度取決于鋼的成分和使用要求，對于同一種鋼來說，當要求有較 高的韌性時，往往采用較低的溫度淬火；當要求較好的高溫強度時，則采用較高 的淬火溫度。對于該模具選擇淬火加熱溫度10501100C，屬于完全淬火，該加熱溫度使鋼 完全奧氏體化。淬火加熱為了保證模具表面不脫碳， 需采用脫氧保護良好的電阻 爐進行加熱。2）加熱速度對于形狀復雜，要求畸變形小，或用合金鋼制造的大型鑄鍛件，必須控制加 熱速度以保證減小淬火畸變及開裂傾向，一般采用預熱加熱。對于形狀簡單的中、 低碳鋼直徑小于100mm勺中低合金結(jié)構(gòu)鋼可直接到溫入爐加熱。3）淬火保溫時間淬火保溫時間應保證使鋼的原始組織能夠全部形成奧氏體，同時還

30、必須保證碳化物能夠充分溶解，設(shè)溶解后 含碳量和合金元素能夠充分地擴散，從而達到 奧氏體均勻化。這樣，保證熱作模具剛具有較好的高溫性能，這一點非常重要。 所以，一般熱作模具鋼的淬火保溫時間較長，選用30mi n。4）冷卻淬火介質(zhì)的選擇，首先應按工件所采用的材料及其淬透層深度的要求來選 擇，凡是淬火烈度大于按淬透層深度所要求的淬火烈度的淬火介質(zhì)都可采用；但是從淬火應力變形開裂的角度考慮，淬火介質(zhì)的淬火烈度越低越好。綜合這兩方 面的要求，選擇淬火介質(zhì)的第一個原則應是在滿足工件淬透層深度要求的前提 下，選擇淬火烈度最低的淬火介質(zhì)?？紤]到3Cr2W8Vffl淬透性比較好，故應采用 油淬。淬火后，鋼獲得馬

31、氏體組織，強度、硬度均有所提高，冷卻后硬度為5055HRC溫度毛12時間/.in4高溫回火回火的目的就是使模具達到一定的硬度和韌性，并消除淬火應力。為保證在 使用中的組織穩(wěn)定性和內(nèi)應力盡可能小， 揮回火時間必須充分，一般回火時間可 按3min/mm但最少不低于2h。對于二次硬化熱作模具鋼，淬火后組織中存在一定量的殘余奧氏體，第一次回火后，在冷卻過程中，這些殘余奧氏體基本上轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳牡葴禺a(chǎn)物，這些產(chǎn)物較脆，往往會成為開裂的根源，故必須進行第二次回火，有時為了使用上的要 求也可進行第三次回火。一般來說，第一次回火溫度根據(jù)回火溫度與硬度關(guān)系曲線的硬度要求而定，第二次回火溫度比第一次低20C，但是有

32、些情況下第一次回火溫度也可采用較低的 溫度，然后根據(jù)第一次回火后的硬度來選擇第二次的回火溫度，以期達到所需硬度。對于該模具鋼采取的是高溫回火，第一次回火溫度600C，第二次可略低，取580C?；鼗鸷蟛捎镁徛鋮s，以防產(chǎn)生新的內(nèi)應力。經(jīng)兩次高溫回火后獲得的組織是回火屈氏體，并且殘余奧氏體的含量極少可 以忽略不計，鋼回火后的性能大大提高，強度、硬度有所下降，塑性韌性較淬火 后明顯提高。回火后硬度可達4648HRC時間/ml 115氣體軟氮化氣體軟氮化介質(zhì)選用的是NH、2、CO氨基氣氛為介質(zhì)，進行低溫氣體碳氮 共滲。介質(zhì)成分為（NH） 50%（N） 45% co（CO）5%選用井式爐進行 碳氮共滲，

33、介質(zhì)的供給量約為每小時45倍爐膛體積。氨氣的分解率為50%- 80%共滲溫度控制在570580E，溫度過高工件表面易出現(xiàn)疏松缺陷，共滲時 間約為23小時。碳氮共滲后經(jīng)檢測工件的心部硬度約為4051HRC表面硬度10001200HV化合物深度約為68卩m總滲層深度0.20.3mm油拎13五常見缺陷及分析1軟點模具熱處理過程中出現(xiàn)軟點（即硬度不足的小區(qū)域），即造成表面模具的硬 度不一致，直接影響到耐磨性與尺寸的穩(wěn)定性，同時會造成其使用壽命的降低。 產(chǎn)生軟點的原因有以下幾種：1）原材料中存在帶狀組織或大塊的鐵素體組織，或預熱處理不當，在鋼中 保留了大量的大塊鐵素體；2）加熱溫度不足或保溫時間短，奧氏

34、體成分不均勻，淬火組織為馬氏體加 部分鐵素體；3）模具表面熱處理前局部脫碳、存在氧化皮或銹斑、附著有臟物等等；4）冷卻介質(zhì)選擇不當，局部冷速過低發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變?？刹捎靡韵路椒ㄓ枰韵a救：1）合理選材，對缺陷材料進行預熱處理消除缺陷；2）正確選擇加熱溫度和保溫時間，確保成分的均勻化；3）選擇合適的冷卻介質(zhì)，淬火時要分散冷卻，防止其內(nèi)外冷卻不均勻，嚴 格控制冷卻介質(zhì)的溫度；4）重新淬火，但應正火、退火或高溫回火處理后方可進行，對于有組織缺 陷的模具進行預先處理2淬火裂紋淬火裂紋出現(xiàn)在淬火后期或冷卻后，由于零件內(nèi)部的內(nèi)外存在溫差，引起了 不均勻的脹縮產(chǎn)生的熱應力和組織變化產(chǎn)生的組織應力的綜合作用，

35、當拉應力超過材料的強度極限時產(chǎn)生脆性斷裂。產(chǎn)生淬火裂紋的原因有以下幾種：1）原材料內(nèi)存在裂紋，碳化物偏析嚴重，網(wǎng)狀或帶狀堆積等；2）鍛造或軋制不當，出現(xiàn)縮孔、夾層、白點等；3）加熱溫度過高，保溫時間過長，引起組織過熱，晶粒粗大；144）冷卻過于劇烈，冷卻介質(zhì)選擇不當；5）淬火后未及時回火。可采用以下措施防止和補救：1）嚴格控制淬火溫度和保溫時間，減緩冷卻速度；2）如過開裂可重新淬火，淬火前進行退火或正火處理；3）淬火后立即進行回火處理；4）模具進行機加工后先進行去應力退火，消除內(nèi)應力后再淬火。3硬度不合格硬度作為最常用的檢驗模具熱處理質(zhì)量的指標， 模具熱處理后硬度不合格是 十分嚴重的缺陷，硬度

36、不合格主要表現(xiàn)在硬度不足或軟點等， 淬火回火的模具不 僅僅要控制回火后的硬度，也應測定淬火后硬度。常見的硬度不足產(chǎn)生的原因有 以下幾種：1）鋼材原始組織中碳化物偏析嚴重；2）鍛造工藝不良，球化退火組織不均勻；3）加熱溫度低，保溫時間短，模具相變不完全，冷卻速度過慢；4）加熱溫度過高，保溫時間過長，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，淬火后保留了 大量殘余奧氏體；5）回火溫度過高或回火不充分。可采用以下措施防止和補救：1） 進行合理的鍛造工藝，并進行球化退火，確保獲得良好的預熱組織；2） 熱處理前去除氧化皮及銹斑；3） 選用適當?shù)睦鋮s介質(zhì)進行冷卻；4） 嚴格控制回火規(guī)范，控制回火溫度和保溫時間；5） 重新淬火

37、前應先進行正火或退火處理。4表面腐蝕模具在鹽浴爐中加熱，由于鹽浴中氧化物的腐蝕，模具的表面質(zhì)量較差，另 外空氣加熱中的氧化、脫碳等也會對模具表面產(chǎn)生腐蝕， 這將嚴重的影響模具的 表面硬度和使用性能，明顯降低模具的服役周期。為了避免發(fā)生表面的腐蝕現(xiàn)象， 可對模具采取以下措施：1） 嚴格控制脫氧，確保模具與夾具的表面無氧化皮，以避免向鹽浴中帶入 氧化物造成模具的腐蝕；2） 可采用可控氣氛或保護氣氛進行加熱，條件許可也可采用真空爐進行熱 處理，效果會更好；3） 模具熱處理后及時清洗掉油污及氧化皮，及時回火處理，必要時用布將 模具毛坯擦拭干凈。5變形或畸變熱處理變形是造成精密模具報廢的主要原因之一。

38、造成模具熱處理變形的原 因可以從材料的選用、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模具的制造及殘余應力、熱處理工藝等 幾個方面進行考慮。本文將對熱處理工藝對模具變形的影響作詳細的論述。模具的熱處理的目的是獲得要求的組織與性能， 其主要的工藝參數(shù)包括加熱 速度，加熱溫度，冷卻介質(zhì)與冷卻方式等，他們對模具的熱處理變形有重要影響， 現(xiàn)分別分析如下：1）加熱速度模具熱處理后變形，特別是對復雜的模具而言，與加工工藝的正確與否有關(guān)， 模具變15形的原因在于任何金屬加熱過程中均要膨脹， 模具內(nèi)外溫度不均勻必會造 成模具各部分膨脹不一致。在鋼的相變點溫度以下加熱時，不均勻加熱主要產(chǎn)生 熱應力；超過相變點溫度，不均勻加熱還會有由于相

39、變不等時性產(chǎn)生的組織應力。 可見模具的加熱速度越大，模具表面與心部的溫差越大，模具的自身應力越大， 熱處理變形將明顯增大。對此可將模具在相變點溫度以下進行預熱， 以減小模具在加熱過程中的內(nèi)外 溫差，從而降低模具的自身應力，降低變形的可能性；另外，對模具進行緩慢加 熱也可避免模具的變形。2）加熱溫度為達到模具具有要求的硬度，往往認為提高模具的淬火加熱溫度是必須的， 然而事實上，這種認識是片面的，對于較復雜的模具而言，同樣是在正常的加熱 溫度范圍進行淬火，選用工藝規(guī)定的上限溫度加熱后的熱處理比允許的下線溫 度，其熱處理后的變形明顯增大。模具淬火變形的原因眾所周知，淬火溫度越高， 鋼的晶粒趨向長大，

40、由于較大的晶粒能使鋼的淬透性增大， 但也造成淬火冷卻時 產(chǎn)生的應力增大。另外復雜模具大多采用高合金鋼制造，淬火溫度提高后，其Ms點較低（一般是250C以下），淬火后的組織中殘留有較多的殘余奧氏體，將 增大模具熱處理后的變形。在保證模具技術(shù)要求的條件下，控制加熱溫度的措施為：1、選用合理的加 熱溫度；2、選用工藝規(guī)定的下限加熱溫度，以減少冷卻時的應力；3、采用階段 加熱，以控制鋼的晶粒度。3）冷卻介質(zhì)和冷卻方法的影響模具的淬火冷卻介質(zhì)和冷卻方法對于模具的變形有直接的影響。當模具冷卻至Ms點以下時發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，此時除因冷卻不一致造成的熱應力外還有因相變 不一致性造成的組織應力，冷卻速度越大，冷卻越

41、不均勻，淬火應力越大，變形 因而增大，對于該模具可采用等溫淬火的工藝處理以避免模具的變形。6過熱、過燒過熱主要是由于 加熱溫度過高，出現(xiàn)過熱組織，如晶粒粗大、馬氏體粗大、 殘余奧氏體過多、魏氏組織、鐵素體過多等等。產(chǎn)生過熱的原因主要有原材料組 織結(jié)構(gòu)以及熱處理規(guī)范等以下幾個方面：1） 模具的原材料組織不良，如鍛造退火后的球化退火組織不合格或者碳化 物偏析、有網(wǎng)狀碳化物等等；2） 加熱時加熱溫度過高或者保溫時間過長而造成晶粒急劇長大；3） 模具在熱處理設(shè)備中放置不當，模具過于接近加熱元件，造成局部升溫 過高。對于過熱現(xiàn)象可以通過控制加熱溫度、保溫時間，降低加熱速度，或多次正火或退火來細化晶粒，為

42、重新熱處理作組織準備。過燒是一種嚴重的熱處理缺陷。其特征是材料表面上呈龜狀裂紋，嚴重時裂 紋處存在黑色的氧化物，金相分析時可見粗大的網(wǎng)絡(luò)分布的裂紋，這類缺陷還伴 隨著晶粒粗大的魏氏組織以及裂紋附近的氧化、脫碳現(xiàn)象，危害極大。模具中一旦出現(xiàn)過燒，模具只能作報廢處理。為了防止模具發(fā)生過燒，可采取以下措施： 嚴格控制加熱溫度和保溫時間，降低加熱速度或采用階段性升溫或預熱的手段。六、 壓鑄模性能檢測方法在熱處理生產(chǎn)過程中，因熱工儀表、加熱設(shè)備、冷卻介質(zhì)、操作水平、原材 料等因素16的影響，熱處理質(zhì)量不可避免地存在差異，甚至產(chǎn)生不合格產(chǎn)品，需要 通過檢驗把不合格產(chǎn)品剔除出去。因此質(zhì)量檢驗對保證和提高熱處

43、理質(zhì)量有著極 為重要的作用。常用的熱處理質(zhì)量檢驗方法包括外觀與內(nèi)部缺陷檢驗、表面和內(nèi)部硬度檢驗、組織形態(tài)或結(jié)構(gòu)檢驗、模具變形、表面硬化層深度/滲層深度、脆性檢驗、晶粒度檢驗、表面氧化與脫碳檢驗、抗拉強度檢驗等等。其中無損檢測 技術(shù)在現(xiàn)在的模具檢驗中占有重要地位。內(nèi)部狀態(tài)及缺陷的檢測可用無損檢測手段得以實現(xiàn)，不對產(chǎn)品進行破壞。常 用的無損檢測手段包括射線檢測（X射線儀、丫射線儀、電子直線加速器等）、 超聲波檢測、磁力檢測、滲透檢測、渦流檢測。對于表面硬度的檢測可以直接用 硬度計進行檢測，常用的硬度計有洛氏硬度計、布氏硬度計、維氏硬度計等。對 于滲層深度的檢測可以用金相法或維氏硬度計進行檢測?？估?/p>

44、強度用萬能拉伸試 驗機，材料的動態(tài)性能檢測可用沖擊韌性試驗機， 材料的疲勞強度可用疲勞試驗 機，模具的磨損性能可用磨損試驗機。對于材料的性能檢測最產(chǎn)用的檢驗方法是金相法， 用以檢測和分析材料的內(nèi) 部組織表面狀態(tài)，可判斷有無脫碳氧化，也可對材料熱處理后的晶粒度進行測定， 同時對滲層深度可以進行直接的測量。七、 熱處理設(shè)備選用選用適當?shù)臒崽幚碓O(shè)備依據(jù)是熱處理工藝的類型， 產(chǎn)品零件的特性，即零件 形狀、尺寸、質(zhì)量和材料，產(chǎn)品技術(shù)要求和精度，產(chǎn)品生產(chǎn)量和勞動量，所用的 能源、氣氛及淬火介質(zhì)的物質(zhì)條件。常用的熱處理加熱設(shè)備按能源分為燃料加熱設(shè)備和電加熱設(shè)備；按工作溫度可分為高溫爐（1000C）、中溫爐（

45、650C-1000C）和低溫爐（w650C）。生 產(chǎn)上常用的加熱設(shè)備有電阻爐、浴爐、氣體滲碳爐、高頻感應加熱設(shè)備等。爐型 的選擇應依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定。（1）設(shè)備的選用根據(jù)前述的熱處理工藝設(shè)計及相關(guān)文獻的表述， 等溫球化退火選用中溫箱式 電阻爐。電阻爐是對爐體內(nèi)的電熱元件通電， 利用其電阻發(fā)熱來供熱的爐子。中 溫箱式電阻爐主要用于碳鋼、合金鋼的退火、正火、回火、固體滲碳等。其操作要點有：1.檢查爐內(nèi)是否有未出爐或遺漏的工件；2.檢查設(shè)備是否完好，檢查控溫儀表是否正常，加熱是否正常，爐門限位開關(guān)是否靈活可靠；3.禁止將帶有油、水和冰雪的工件直接裝入爐內(nèi)；4.使用溫度不得超過設(shè)備的

46、最高工作溫度；5.裝爐量不得超過允許的最大裝爐量；6.裝料不可用力投擲，以免砸壞擱磚，爐墻，熱電偶和電熱元件；7.工件入爐后不得與加熱元件觸碰；8.工件在爐內(nèi)，應均勻分布在有效加熱區(qū)內(nèi)。穩(wěn)定化處理也選用中溫箱式電阻爐。淬火選用RX3系列保護氣氛箱式爐。保護氣氛箱式爐可向爐內(nèi)滴注以甲醇為 主的有機液體，經(jīng)裂解后形成保護性氣氛供碳鋼、合金鋼工件少無氧化淬火加熱 及光潔退火用。保護氣氛箱式爐尤其適用于各種小型零件、彈簧、模具作少無氧 化、無脫碳的熱處理。高溫回火選用低溫箱式電阻爐。低溫箱式電阻爐淬火鋼件的回火加熱， 也可 以用于17有色金屬的熱處理，爐內(nèi)溫度較低，主要的傳熱方式是依靠對流進行，一 般

47、為了提高傳熱效果和加熱均勻性，在加熱爐內(nèi)安放風扇裝置，強迫氣體流動， 增加對流傳熱系數(shù)，從而增加對流傳熱量。氣體軟氮化選用井式氣體氮化爐。 井式氣體氮化爐是新型節(jié)能周期作業(yè)式熱 處理電爐，主要供各種鋼制機械零件、汽車曲軸、汽車活塞環(huán)、摩托車剎車片、 模具等進行氣體氮化熱處理之用。特點：1.電爐設(shè)有熱風循環(huán)裝置，可使爐罐內(nèi)的氣氛及溫度均勻；2.因設(shè)有氣氛保護，所以工作無變形、無氧化，節(jié)省原材料；3.爐罐蓋的升降采用電動液壓裝置，爐罐蓋升降平穩(wěn)、無抖動；4.爐罐、裝料筐、風扇等采用耐熱合金鋼，使用壽命長；5.電爐設(shè)有快速冷卻裝置，可根據(jù)需要快速冷卻；6.電爐設(shè)有連鎖保護裝置，可防止因誤操作而發(fā)生的

48、故障及事故；7.無污染，環(huán)保效益好。（2）設(shè)備數(shù)量的計算根據(jù)熱處理零件分工的年處理量，分別采用各工序的平均生產(chǎn)率，可以計算 得出某項設(shè)備所承擔熱處理任務的年負荷數(shù)， 再根據(jù)該項設(shè)備的工作制度所確定 的年時基數(shù)，即可計算得出該項設(shè)備的負荷率并確定臺數(shù)。設(shè)備需要量可根據(jù)熱處理工序生產(chǎn)任務和設(shè)備生產(chǎn)能力計算出設(shè)備年負荷 基數(shù)，再計算設(shè)備需要量。1設(shè)備年負荷基數(shù) 設(shè)備年負荷基數(shù)G為：式中 Q-設(shè)備年需完成的生產(chǎn)量（Kg/年）p-設(shè)備生產(chǎn)率（Kg/h）2設(shè)備數(shù)量計算C =G /F式中F-設(shè)備年時基數(shù)（h）（3）主要設(shè)備的型號選擇181中溫箱式電阻爐型號的選用a.爐膛長度和寬度的確定：A有效=P/Po；A

49、:有效爐底面積，P:生產(chǎn)能力，P。：單位爐底生產(chǎn)能力由于爐門及后墻一般沒有電熱元件，導致兩端溫度比較低，為保證有一定的 恒溫區(qū)，長寬比大于1箱式爐有效長寬比多數(shù)接近于2/1.由有效爐底面積及長寬比，可求出L有效和B有效。于碰撞爐墻或加熱元件以及保證有一定的爐溫均勻性，工件距離爐墻和爐門必須留有足夠的間隙。L=L有效+(0.20.3)B=B有效+(0.20.3)A=A有效/K，K=0.80.85。以此計算出的爐底尺寸與標準熱處理爐爐底尺寸進行比較，盡可能選用標準尺寸。查熱處理爐單位爐底面積生產(chǎn)率的表，可得退火用箱式電阻爐4060kg/m2xh，取值50kg/m2xh。2通過計算得A=400000

50、/8179/50=0.98mL=.2*A0.2=1.6m, B=L有效/2+0.2=0.9m。b.爐膛高度的確定爐膛高度是指爐底面至爐膛拱角的距離。爐膛高度通常決定于裝料高度和電熱元件的安裝位置。裝料上方一般應保持200至300mm勺空間。故可由上述計算得到選用RX3-759型中溫箱式電阻爐。爐膛尺寸為1800 x900 x550。最大裝載量1200kg，功率75kw。2對于用于穩(wěn)定化處理的中溫箱式電阻爐型號的選用，可選用和退火相同的電阻爐型號。即RX3-759，爐膛尺寸為1800X900 x550。最大裝載量1200kg，功 率75kwo3RX3系列保護氣氛箱式爐型號的選用查表得單位爐底面積

51、生產(chǎn)率為80-100kg/m2xh。取值90kg/m2xh。依據(jù)中溫箱式電阻爐的計算公式，得爐底有效面積A有效=400000/8179/90=0.54m2L=、2*A0.2=1.24m, B=L有效/2+0.2=0.72m。依據(jù)以上爐膛尺寸，可選的型號為RX3-90-12Q。最大裝載量為400kg，功率90kw，爐膛尺寸為1500 x750 x450。4低溫箱式電阻爐型號的選用查表得單位爐底面積生產(chǎn)率為80-100kg/mxh。取值90kg/mxh。 依據(jù)同樣的公式計算，亦得爐底有效面積A有效=0.54m2。L=、2*A0.2=1.24m, B=L有效/2+0.2=0.72m。依據(jù)以上爐膛尺寸

52、，可選的型號為RX5-70-6o功率為70kw，爐膛尺寸為600 x900 x450,最大裝載量420kg有效爐膛面積A0=400X700=0.28卅。故臺數(shù)選為N=0.54/0.282臺。195井式氣體氮化爐型號的選用查表得單位爐底面積生產(chǎn)率為50-85kg/m2xh。取值70kg/mxh。依據(jù)同樣的公式計算，得爐底有效面積A有效=0.7m2選用的型號為RN-60-6,其爐膛尺寸為700 x900,有效爐膛面積A0=500X700=0.35卅。故臺數(shù)選為N=0.7/0.352臺。最大裝載量為400kg，功率60kw，三相電，電壓為380v。由上述的計算所得到的結(jié)果如下:序號設(shè)備名稱型號用途生

53、產(chǎn)率(Kg/h)年時基數(shù)(h)數(shù)量1中溫箱式電阻爐RX3- 759退火48.9817912中溫箱式電阻爐RX3- 759穩(wěn)定化處理48.9817913RX3系列保護氣氛箱式爐RX3-90-12Q淬火48.9817914低溫箱式電阻爐RX5-70-6高溫回火24.5817925井式氣體氮化爐RN-60-6氣體軟氮化24.581792八、熱處理輔助設(shè)備選用(1)冷卻設(shè)備使用的主要冷卻設(shè)備是油槽和緩冷坑。1、淬火油槽以油為冷卻介質(zhì)，設(shè)備主要是由盛油的槽子構(gòu)成。油的粘度對冷卻能力和冷 卻均勻性有顯著的影響?？梢酝ㄟ^配備介質(zhì)攪拌裝置和對介質(zhì)進行適當加熱(4095C)，提高其冷卻能力和冷卻的均勻性。淬火油

54、槽通常配有如下功能：介質(zhì)攪拌功能、介質(zhì)加熱和換熱功能、介質(zhì)的油煙收集和處理功能、防火和滅火 功能、輸送工件完成淬火工藝過程的功能等。2、 緩冷坑由于緩冷坑無專用煙道排煙，所以其具備兩種功能，又形成一種特殊的溫 度場。功能一：首先緩冷坑是一種熱處理爐，可以完成鋼板的升溫、保溫及冷卻 的工藝要求。鋼在坑內(nèi)升溫過程中，需要的熱量多，產(chǎn)生的廢氣也多，而保溫過 程中，由于鋼板已透熱溫度均勻，需極少的熱量即可維持保溫，相應產(chǎn)生的廢 氣也較少。所以，升溫到保溫過程中，隨著鋼板溫度均勻，20而需熱量小而產(chǎn)生的 廢氣少，所以爐膛壓力逐漸變小。功能二：由于緩冷坑本身無專用煙道，產(chǎn)生廢 氣通過爐蓋間隙排入車間內(nèi)部，

55、實際緩冷坑又形成一種“煙囪”功能。（2） 清理設(shè)備1、 清洗設(shè)備隨著熱處理工藝的發(fā)展和對環(huán)境衛(wèi)生的要求日益提高，零件熱處理前后的清洗更加重要。一些化學熱處理工藝如滲碳、滲氮，操作前要求比較徹底的除油， 有的利用熱處理爐廢氣燒盡表面油污，以保證熱處理質(zhì)量。零件的熱處理后除油， 可防止回火過程中產(chǎn)生大量的煙霧， 污染環(huán)境，同時保持零件表面光亮。目前主 要清洗設(shè)備有：室內(nèi)和輸送帶式、懸掛輸送鏈式、滾筒式清洗機、溶劑清洗及其 他超凈清洗設(shè)備。2、清理設(shè)備為清理零件熱處理后表面的氧化皮，可采用噴砂機、噴丸機、拋丸機、噴丸 清理滾筒、砂輪機、拋光機、酸洗槽等。隨著檢驗設(shè)備的發(fā)展，過去常用酸洗方 式清理氧化

56、皮，現(xiàn)已多采用噴丸清理，并發(fā)展了強化噴丸和應力噴丸等先進技術(shù)。（3） 檢查設(shè)備為檢查零件熱處理后的硬度，一般采用布式、洛式、肖式硬度計。檢查薄件 和淺滲層零件用維氏硬度計，檢查大型零件用手提布式、肖式、大型懸臂式或龍 門式布氏硬度計。為了特殊需要還需要各式特種硬度計， 如里式硬度計。為檢查 零件表面裂紋，采用磁粉探傷儀，為檢查零件內(nèi)部質(zhì)量，采用超聲波探傷儀、射 線探傷儀。（4） 其他輔助設(shè)備其他輔助設(shè)備，包括焊接設(shè)備，如對焊機、釬焊機、高頻焊接設(shè)備、存放工 具夾裝置，如工具架、吊具架、冷卻盤，切取式樣設(shè)備，如鋸床、切割機、磨光 式樣設(shè)備等。為了正確制定工藝，進行質(zhì)量檢查和分析廢品，除在企業(yè)中心

57、實驗 室外，一般熱處理車間為配合生產(chǎn)還應設(shè)小型實驗室， 配置基本的化學分析和金 相檢驗設(shè)備，以及滲層深度檢測儀，氣氛組分分析裝置等。檢修間應配置必要的 機械加工機床，制造必要的設(shè)備備件和為感應加熱用感應器制造服務，以及為儀表的檢修校正服務。九、起重運輸及自動化設(shè)備（1）常規(guī)起重運輸設(shè)備起重設(shè)備根據(jù)設(shè)備安裝、修理、工藝所需起吊運輸最大零件重量以及工藝平 面布置決定，起重設(shè)備適用范圍及選擇原則見下表。起重設(shè)備適用范圍及選擇原則21設(shè)備名稱常用規(guī)格主要適用范圍選用意見橋式起重機510 t大型設(shè)備維修，大型零件運輸、 裝卸 一般廠房長50米 選用一臺梁式起重機13 t中小型設(shè)備維修，中小零件運 輸、裝

58、卸每跨可選臺電動葫蘆0.251 t井式爐組，小型熱處理車間表面 淬火組、酸洗、發(fā)藍生產(chǎn)線的起 重運輸，工序銜接每條生產(chǎn)線可選 用一臺懸臂起重機0.251工作量較大的局部區(qū)，橋式、梁 式起重機達不到的地方為某項設(shè)備及工 藝專設(shè)懸掛運輸鏈輥道平板車電瓶車、叉車、 手推車（2）生產(chǎn)機械化與自動化裝置熱處理設(shè)備的機械化與自動化，車間之間及車間內(nèi)工序之間的機械化運輸裝 置及控制，根據(jù)零件的產(chǎn)量和生產(chǎn)過程的具體需要，合理選用與布置，以改善勞動條件，提高生產(chǎn)率。a.輥道輥道可運輸和貯存部分零件，將不同工序聯(lián)系起來，有著不同形式 布置，如直線型、U型、L型、環(huán)型等。如用輥道將清理、矯直、檢查等工序聯(lián) 系起來以輥道連接滲碳生產(chǎn)線，以便輸送。b.軌道車根據(jù)不同的設(shè)備操作和布置選用，如利用傾式軌道和小車為推桿 式爐返回底盤和墊板；利用普通軌道車和激動軌道車聯(lián)系滲碳、淬火、清洗、回 火等周期作業(yè)爐。c.單軌電動葫蘆 單軌葫蘆可將各工序設(shè)備聯(lián)系起來，可布置成一字型、L型、環(huán)型。d.懸掛運輸鏈 用于車間之間或工序之間的運輸，連續(xù)運行，通過與下降段 配合，可實現(xiàn)連續(xù)式爐生產(chǎn)線的全過程機械化運輸。十、車間布局（1）車間在廠區(qū)內(nèi)的位置對熱處理