热处理工艺设计(2)

沈阳理工大学热处理工艺课程设计

热系数min/mm,加热系数a可根据钢种与加热介质、加热温度，参数按照表4.2选取，D为工件有效厚度（mm）可得t=a×K×D=0.75×1.4×3.2=3.36min。考虑到夹具的随炉加热，所以， 取保温时间5min

表4.2 工件加热系数a

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钢号 碳钢 合金钢 高合金钢 高速钢

退火、正火（箱式炉） 0.7～0.8min/mm 0.9～1.0min/mm 1.0～1.5min/mm 2～3min/mm

箱式炉 0.7～0.8min/mm 0.9～1.0min/mm 预热1min/mm 加热45s/mm 2～2.5min/mm

淬火

盐炉 20～30s/mm 30～45s/mm 预热30s/mm 加热16s/mm 预热15～30s/mm 加热8～12s/mm

表4.3 工件装炉修正系数K

工件装炉方式 修正系数 1.0 2.0 1.4 1.3 1.7 4.1.7 冷却方式

由于50CrVA钢淬透性较好，冷却速度越大，则淬火内应力越大，淬火变形也越大，工件容易变形开裂。使用冷却较为缓和的淬火介质，其热应力就相对较小。所以选择油冷。

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4.1.8 淬火方式

80°C油冷，选用2号普通淬火油油淬 2号普通淬火油的冷却能力见 表 4.4

由于零件尺寸较小，油淬可以达到淬火临界冷却速度，并且油淬操作简单，经济，易于操作；淬火过程中Ms点已经进入对流阶段，低温区冷却能力远小于水，可以减少工件应力的产生，减少由于内应力产生的变形和开裂。

表4.4 2号普通淬火油的冷却能力[5]

冷却介质 2号普通淬火油

特性温度 633

特性时间 2.25

800～400℃冷却/s

3.15

800～300℃冷却/s

4.55

4.1.9 淬火后组织

马氏体＋残余奥氏体 4.1.10 淬火后硬度

淬火后组织为马氏体＋残余奥氏体，具有较高的硬度，硬度可达50～56HRC，经过回火处理后可以满足零件的性能要求。 4.1.11 淬火工艺曲线

淬火工艺曲线见图 4.1

图 4.1淬火工艺曲线

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4.2 50CrVA的中温回火工艺

4.2.1 回火目的

中温回火，使钢获得最高的弹性极限。 4.2.2 热处理设备

选用RX3系列950℃箱式电阻炉，电阻炉参数见 表 4.5。

说明：适用于中，小型工件成批量生产。可进行退火，淬火和高温及低温回火等热处理操作。新型结构炉衬保温性好，炉衬变薄，重量减轻，有效的减少了炉衬的散热和蓄热损失，降低了空载功率，缩短了空炉升温时间。 装炉方式：200件/炉，用专用夹具夹紧，用装具分层摆放

表4.5 RX3-30-9Q 950℃箱式电阻炉

电源

型号 RX3-30-9Q

额定功率

相数

30(KW)

3

电压 380(V)

950℃ 额定温度

mm) 760×360×310

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工作空间尺寸(mm×

4.2.3 回火温度

图 4.2 50CrVA材料力学性能于回火温度关系曲线

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回火温度：480±10℃。

中温回火使钢获得最高的弹性极限，钢的弹性极限往往在回火温度为200～400℃之间时出现极大值。在350～500℃范围内的中温回火就是利用这一特征，碳素弹簧钢的回火取此温度范围的下限，合金弹簧钢的回火取此温度范围的上限，因为合金元素提高了钢的回火抗力。根据50CrVA材料力学性能于回火温度关系曲线，为保证材料符合力学性能要求选择温度范围为400～500℃。

所以回火温度取480±10℃

4.2.4 加热方式

用空气电阻炉采取到温加热方式，可以减少工件加热时间，回火后硬度下降较小

4.2.5 加热介质

加热介质：空气 4.2.6 保温时间

依据表4.6保温时间约为35min，由于考虑到随炉加热的夹具和装具，故选定保温时间为60min。

保温时间：60min 依据：参见表4.6

表4.6 硅锰和铬钒弹簧钢在回火温度为400～520℃时的保温时间

材料直径/mm 保温时间/min

≤10 25～35

10～15 30～35

15～20 40～45

20～25 50～60

25～42 70～90

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4.2.7 冷却方式 出炉空冷。 4.2.8 回火组织

回火屈氏体＋极少量残余奥氏体 4.2.9 硬度

硬度46～51HRC 4.2.10 回火工艺曲线

回火工艺曲线见图 4.2

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图 4.2 回火工艺曲线 4.3 总的热处理工艺曲线

热处理总工艺曲线见 图 4.3

图 4.3 热处理总工艺曲线

4.4 热处理工艺的检验

4.4.1 试验设备

① HR-F洛式硬度计。

主要参数：实验力：1500N；压头类型：金刚石圆锥120℃；实验力保持时间：

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