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1、9s i cr圆板牙热处理工艺设计（完美版）-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN金属学与热处理课程设计报告9SiCr圆板牙的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名 张二飞学号指导教师张美丽完成时间目录摘要错误!未定义书签。1引言错误!未定义书签。2材料设计错误!未定义书签。性能特点错误!未定义书签。9SiCr的基本信息错误!未定义书签。9SiCr物理特性错误!未定义书签。9SiCr的钢材规格错误!未定义书签。成分特点错误!未定义书签。9SiCr中合金成分及含量错误!未定义书签。9SiCr中合金成分的作用错误!未定义书签。3零件设计错误!
2、未定义书签。圆板牙的服役条件、失效形式错误!未定义书签。服役条件错误!未定义书签。失效形式错误!未定义书签。设计零件错误!未定义书签。圆板牙的技术要求错误!未定义书签。圆板牙的平面图及剖面图错误!未定义书签。圆板牙钢的材料选择错误!未定义书签。4热处理及机械加工设计错误!未定义书签。圆板牙的加工工艺错误!未定义书签。圆板牙的加工工艺图错误!未定义书签。9SiCr圆板牙(M12)钢退火-淬火-回火热处理工艺错误!未定义书签。锻造工艺曲线错误!未定义书签。球化退火工艺曲线错误!未定义书签。淬火工艺曲线错误!未定义书签。低温回火工艺曲线错误!未定义书签。9SiCr圆板牙钢退火、淬火、回火热处理工艺理
3、论错误!未定义书签。退火原理错误!未定义书签。淬火工艺原理错误!未定义书签。回火工艺原理错误!未定义书签。圆板牙热处理常见缺陷的预防及补救方法错误!未定义书签。圆板牙球化退火的缺陷及其预防、补救错误!未定义书签。圆板牙球化淬火的缺陷及其预防、补救错误!未定义书签。圆板牙低温回火的缺陷及其预防、补救错误!未定义书签。5选择检测设备及方法错误!未定义书签。选择检测设备错误!未定义书签。设备错误!未定义书签。仪表错误!未定义书签。工具夹错误!未定义书签。圆板牙热处理质量检验项目、内容及要求错误!未定义书签。6结束语错误!未定义书签。7参考文献错误!未定义书签。摘要.这篇设计工艺设计论文主要阐述了 9
4、SiCr圆板牙的热处理工艺设计。通过对9SiCr钢的性能特点、成分特点以及圆板牙的服役条件、失效形式、技术 要求的综合对比确定圆板牙的选材；根据热处理工艺理论制订了圆板牙的热处 理工艺为：球化退火+淬火+低温回火；通过金相观察实验分析了圆板牙的热处 理常见缺陷以及补救措施。是一片成功的工艺设计论文，具有一定的参考价 值。关键字：圆板牙9SiCr热处理缺陷分析9SiCr圆板牙的热处理工艺设计1引言合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途 大致可分为刃具、模具和检验尺寸使用的量具用钢三类。合金工具钢广泛用作 刃具、冷、热变形模具和量具，也可用于制作柴油机燃料泵的活塞、阀门、
5、阀 座以及燃料阀喷嘴等。刃具钢又可分为低合金刃具钢和高速钢两类。低合金刃具钢一般为过共析 钢，锻轧和锻造成毛坯后，都要经过球化退火的热处理，以达到消除锻造应 力、降低硬度、便于切削加工的目的，并提供良好的碳化物球化组织。球化组 织的硬度和强度较片状组织低，有利于切削加工，且能获得光洁的表面。球化 组织与片状组织相比，淬火温度范围较宽，不容易过热，淬火变形及开裂倾向 较小，淬火后的组织较均匀刃具钢要求具有高的硬度和耐磨性，一定的强度和韧度，在大负荷高速切 削时，还要求具有红硬性。低合金刃具钢是在碳素钢的基础上发展起来的。先 介绍碳素刃具钢，碳素刃具钢是含碳%的碳钢。如T7、T8、T12和T7A、
6、 T8A、T10A、T12A等。热处理为球化退火，淬火和低温回火。碳素刃具钢价格 便宜，加工性能良好，热处理后可获得高的硬度和耐磨性，广泛地用于制造各 种工具、模具。但是碳素刃具钢也有很多弱点，如淬透性差，热处理变形大， 回火抗力低，红硬性差等。低合金刃具钢在碳素钢刃具钢的基础上，加入一些 合金元素，其含量少于5%称为低合金刃具钢。低合金刃具钢的成分特点是含碳 量在%之间，常用的合金元素有Si、Cr、Mn、W、V。低合金刃具钢的热处理 特点是预先热处理一般采用球化退火，最终热处理为淬火及低温回火。常用的 低合金刃具钢有9SiCr，CrWMo，Cr06等。对于一种低合金刃具钢，选用什么样的钢材合
7、理，首先应从工具的工作条 件、失效形式同时还应考虑工具钢的工艺性能包括加工性能、切削加工性能和 热处理工艺性能。然后选择合适的钢种，最后再制定正确的热处理工艺。对于 圆板牙这一刀具，不但要了解它的机械加工的大致情况，而且要了解机械加工 与热处理的关系。圆板牙热处理前，攻螺孔时，其内径公差的控制和切削毛刺 的存在与热处理关系很大。制造圆板牙要有良好的耐磨性，淬透性等采用9SiCr 钢这种材料是符合上述要求的，且具有良好的工艺性能。通过9SiCr圆板牙钢的热处理工艺的分析，更加明确在执行热处理工艺过程 中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式， 其目的就是通过正确的热处理
8、工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。2材料设计性能特点2.1.1 9SiCr的基本信息9SiCr钢是低合金刃具用钢，但也常常制作冷作模具零件，效果很好。它比 铭钢（Cr2或9Cr2）有更高的淬透性和淬硬性并且有较高的回火稳定性。适合分级 淬火或等温淬火。该钢最早引自前苏联的9XC，过去曾称作9CrSi钢。成分和性 能与9XC完全一样。在我国已有很长的应用历史。外国同类钢号仅有德国的 90CrSi5瑞典的2092和SR1855，DF1。其他国家未见有相似钢号。该钢可作多 种形状复杂，变形要求小的冷作模具零件。2.1.2 9SiCr物理特性高碳合金工具钢，韧性较好，具有较好的回火稳定性，热处
9、理时变形小。 该钢中碳化物分布均匀，不易析出碳化物网，并易于正火消除，通过正火可以 消除网状以及粗片碳化物组织。但是抗压强度和耐磨性不足，加工性较差。该 钢的表面残余含碳量为%的脱碳层时，由于碳化物的减少使得表面层的过热敏 感性增大。经正常加热淬火以后表面硬度仍可以达到60-62HRC，但其抗弯强度 却下降40%-50%。表面层晶粒度达到7级，心部为10级。该钢锻造性能良好，由于易脱碳，需要在中性气氛或者保护气氛炉中加 热。施以锻热调质处理，可以获得细密的回火索氏体组织，简化工艺，省时节 电，既有良好的切削加工性能，又有理想的余热处理组织。模具钢该钢受热软化温度为320C，淬透性比铭钢好，油淬
10、淬硬性深度40- 50mm。该钢零保温淬火韧化工艺，可以消除搓丝=板因常规淬火加热氧化脱碳 造成的早期失效，不均匀奥氏体修或可以细化马氏体，搓火后得到隐晶马氏体 或者细针状马氏体，这种组织强韧性好。9SiCr量具刃具用钢，是常用的低合金工具钢，具有较高的淬透性和淬硬 性，以及较高的回火稳定性。9SiCr的钢材规格9SiCr国产合金工具钢材争459SiCr国产合金工具钢材争509SiCr国产合金工具钢材争559SiCr国产合金工具钢材争609SiCr国产合金工具钢材争65成分特点2.2.1 9SiCr中合金成分及含量碳 C :硅 Si:锰 Mn:硫 S :磷 P :铭 Cr:镍Ni:允许残余含量
11、 铜Cu:允许残余含量50特殊重要件555重要件777一般件9994）金相组织检查 圆板牙球化退火后应该为珠光体25级，网状碳化物V 3级。按GB/T12992000评定。低温回火后的金相组织为：马氏体+下贝氏体 +残余奥氏体+碳化物。组织检验应注意残余奥氏体和针状碳化物，都按国家 标准评定。6结束语通过本次课程设计让我系统梳理和巩固金属学与热处理的基本知识以及热 处理工艺原理。9SiCr钢是一种低碳合金钢，其性能较适合做刃具及刀具。这次 设计的主要内容就是用9SiCr做圆板牙，在设计过程中遇到很多只是不了解的时 候就去看一下前辈高人的相关经典论文或者查一下国家标准以及相关书籍，最 终让自己的
12、困惑得以解决，同时顺利完成9SiCr圆板牙的热处理工艺设计。我感觉9SiCr圆板牙的热处理工艺设计是我目前做的最成功的一次课程设 计，得益于老师的谆谆教诲以及严格要求和同学们的支持。为此感谢每一位帮 助我的老师及朋友，谢谢大家！7参考文献1 赵步青.螺纹刀具的热处理J.热处理,2012,02:58-62.2 钱梁.提高9SiCr模具钢性能的深冷处理工艺研究D.西南交通大学,2012.3 李治岷.圆板牙热处理工艺分析J.四川工业学院学报,1985,02:60-65.李阳.基于商品钢的淬火一分配组织结构演变与塑性变形行为D.山东大学,2014.5 刘铁,张文金.W18Gr4V钢材料的圆板牙热处理工
13、艺研究J.技术与市场,2015,02:77+79.6 杨静.高碳合金钢低温等温转变组织特征与力学性能的研究D.燕山大学,2012.7 王芳.热处理工艺对9SiCr钢抗苜蓿草粉的磨料磨损试验研究D.甘肃农业大 学,2009.8 魏良庆.厚钢板小孔冲裁机理及模具失效研究D.重庆工学院,2008.9 谭云松.Q12Y20X4000B型剪切机用剪刀片脆裂原因分析J.锅炉制造,2005,03:75-76.10 黄晓鹏.环模制粒机成型工艺及关键部件磨损机理研究D.兰州理工大 学,2012.11 王广生.热处理手册.第4版.第2卷.北京:机械工业出版社，2008, 1.12 张玉庭.热处理技师手册.北京:机械工业出版社,2005.13 樊东黎.热处理工程师手册.北京:机械工业出版社,1996, 6.14 安继儒.热处理工艺规范数据手册.北京:化学工业出版社,2008, 1.15 李泉华.热处理技术400问解析.北京:机械工业出版社,20002, 1.16 樊东黎.热处理技术数据手册.第2版.北京:机械工业出版社,2006, 4.17 张玉庭.简明热处理技工手册.北京:机械工业出版社,1998, 9.
