熱處理設(shè)備-第十組

在滑動(dòng)軸承中工作，中載，轉(zhuǎn)速較高，沖擊、疲勞負(fù)荷不大的軸(40Cr)軸大小:直徑400mm；調(diào)質(zhì)HB228--255或HB248--286.軸頸表面淬火HRC≧54;裝配部位HRC≧45題目小組成員：范莉馬艷芳陳熠玲解開(kāi)書(shū)訾成偉詹本剛熱處理設(shè)備選擇預(yù)備熱處理設(shè)備選擇正火設(shè)備的選擇

在本設(shè)計(jì)中的零件形狀為圓柱形，形狀規(guī)則且較大，預(yù)備熱處理的目的是使其獲得滿意的機(jī)械加工工藝性能，為最終熱處理做好組織上的準(zhǔn)備，此外進(jìn)行預(yù)備熱處理的工件留有足夠的加工余量所以對(duì)脫碳層的要求相對(duì)較小，故我們選擇井式電阻爐。我們采用的是正火，加熱溫度為840℃，加熱速度達(dá)到143℃∕h，傳統(tǒng)加熱爐難以達(dá)到此水平，為了防止在熱處理過(guò)程中軸發(fā)生變形，因此我們選擇中溫井式電阻爐。中溫井式電阻爐有RJ2-□-9系列，額定溫度為950℃。主要供金屬桿件加熱。爐蓋可采用砂封、水封或油封，爐蓋襯常用耐火纖維制作。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)爐殼、爐襯、保溫粉料、電熱元件、爐蓋、爐蓋啟團(tuán)機(jī)構(gòu)。采用全部纖維爐襯，由礦渣棉纖維、巖棉纖維、普通硅酸鋁纖維做保溫層，高純硅酸鋁纖維做耐火層，可節(jié)能20%以上，縮短空爐升溫時(shí)間。加熱元件：高電阻率鐵鉻鋁或鎳鉻合金絲繞成螺旋體。缺點(diǎn)：裝爐量少，生產(chǎn)效率低。用途：常用于質(zhì)量要求較高的零件。井式電阻爐組成：爐殼、爐襯、保溫粉料、電熱元件、爐蓋、爐蓋啟團(tuán)機(jī)構(gòu)。如下圖所示：其技術(shù)參數(shù)如下表所示:由于軸的直徑為400mm，故選定RJ-60-9為該零件的預(yù)備熱處理（正火）設(shè)備。最終熱處理設(shè)備的選擇調(diào)質(zhì)處理設(shè)備的選擇淬火設(shè)備的選擇由于淬火加熱溫度為840℃，加熱速度達(dá)到143℃∕h，與正火升溫溫度一致。所以，升溫設(shè)備與預(yù)備熱處理設(shè)備一致、為中溫井式電阻爐。型號(hào)為RJ-60-9。在熱處理過(guò)程中，工件加熱后需要以不同的冷卻速度進(jìn)行冷卻，從而獲得所要求的組織及性能。影響工件冷卻速度的因素很多，包括冷卻方式，介質(zhì)溫度以及介質(zhì)、工件的運(yùn)動(dòng)情況和操作方法等。淬火槽－裝有淬火介質(zhì)的容器。配合井式爐淬火的淬火槽一般為圓形。淬火槽由低碳鋼鋼板焊接而成，內(nèi)外涂有防銹漆。淬火槽選用深井式或大直徑淬火槽。深井式淬火槽常用語(yǔ)長(zhǎng)軸類(lèi)工件淬火冷卻。如圖所示為頂插攪拌器的深井式淬火槽。對(duì)于深度小于10米以下的淬火槽的攪拌，可以采用頂插式螺旋槳方式攪拌，大于該尺寸，可以考慮側(cè)插式螺旋槳攪拌或泵攪拌。冷卻裝置為了保證淬火槽能夠正常地連續(xù)工作，使淬火介質(zhì)得到比較穩(wěn)定地冷卻性能，需要將淬火介質(zhì)冷卻，常見(jiàn)冷卻方式如下：自然冷卻：只靠本身自然冷卻，效果較差，一般用于生產(chǎn)量很小的周期性淬火冷卻。攪拌冷卻：加速介質(zhì)流動(dòng)，加速冷卻。蛇形管或冷卻水套冷卻：在淬火槽內(nèi)部盤(pán)繞銅管或鋼管，或在其外部設(shè)置冷卻水套，效果較好，一般只適用于小型淬火槽。該零件選擇雙介質(zhì)淬火。雙介質(zhì)淬火應(yīng)備有兩個(gè)淬火槽：一個(gè)水槽，一個(gè)油槽，淬火時(shí)應(yīng)注意工件從水槽到油槽中的時(shí)間，應(yīng)盡量縮短時(shí)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按工件直徑/厚度計(jì)算在水中停留的時(shí)間，系數(shù)為0.2~0.3s/mm。合金鋼取下限，碳素鋼取上限。T=（0.2~0.3）*D=80~120s。在水槽中應(yīng)冷卻80s。排煙裝置作用：排煙裝置主要用于淬火油槽，淬火鹽浴和金屬浴槽，以排除淬火槽蒸發(fā)的煙氣和其它有害氣體，使之達(dá)到國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，并保證操作人員的健康。類(lèi)型上置式：影響吊車(chē)操作，用于小型淬火槽側(cè)置式：一側(cè)吹風(fēng)，一側(cè)抽風(fēng)，多用于大型淬火槽選用側(cè)置式滅火裝置淬火液面上部側(cè)面設(shè)置多孔滅火裝置，油面起火時(shí)，可噴出惰性氣體滅火?；鼗鹪O(shè)備的選擇低溫井式電阻爐通常又稱(chēng)井式回火爐，由RJ2-□-6系列，最高工作溫度650℃。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)與中溫井式爐相似爐殼、爐襯、加熱元件、導(dǎo)風(fēng)筒、風(fēng)扇、爐蓋以及起閉機(jī)構(gòu)主要靠對(duì)流散熱，加裝風(fēng)扇，增加空氣對(duì)流特點(diǎn)：裝爐量較高，爐內(nèi)溫度均勻，裝出料方便。用途：廣泛用于鋼件的回火處理，也可用作有色金屬的熱處理。井式回火爐設(shè)備的主要用途為各種金屬機(jī)件、盤(pán)料和軸件在滲碳淬火后置相對(duì)密封狀態(tài)腔內(nèi)高溫、低溫回火、時(shí)效用。用法是電動(dòng)式手動(dòng)升上輕松旋轉(zhuǎn)打開(kāi)爐蓋，將工件吊裝到爐膛內(nèi)，蓋上蓋子，設(shè)定下限溫度自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)機(jī)編輯工藝加熱，熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)使?fàn)t溫循環(huán)均勻，屬周期式熱處理設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)1、標(biāo)稱(chēng)加熱功率：220kw2、最高使用溫度：650℃3、常用溫度：400～650℃4、最大裝載量：15000kg（含工裝）5、有效裝料尺寸：Φ2800×1600mm6、有效加熱區(qū)高度：2400mm7、有效加熱區(qū)溫度均勻性：≯±3℃8、控制精度：±1℃9、爐殼溫升：≯50℃10、區(qū)數(shù)：3區(qū)型號(hào)功率工作尺寸溫度℃RJ2-24-624φ400×500650RJ2-36-636φ500×650650RJ2-55-655φ700×900650RJ2-75-675φ950×1200650井式回火爐型號(hào)及參數(shù)由熱處理工藝制訂可知,40Cr高溫回火的溫度為530-590℃,選定回火溫度為580℃。因?yàn)榱慵牧系闹睆綖?00mm，所以確定回火保溫時(shí)間為160min,然后在空氣中冷卻至室溫。回火后硬度達(dá)25—35HRC。故選定RJ2-55-6為該零件材料的回火設(shè)備。感應(yīng)加熱表面淬火設(shè)備的選擇加熱裝置的選擇感應(yīng)器的選擇淬火機(jī)床的選擇機(jī)械式中頻變頻裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)式中頻發(fā)電機(jī)）：能將50Hz工頻電流轉(zhuǎn)變成1000~8000Hz的中頻電流在熱處理工藝制度時(shí)我們確定了表面淬火時(shí)的頻率為1500Hz，淬硬層深度為6mm型號(hào)輸出功率/KW變頻機(jī)電壓/V額定功率/Hz中頻電容器總?cè)萘?KF冷卻水壓力/KPa電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)DGF-C-52-2503807502500750196-294DGF-C-102-21003807502500750196-294DGF-C-162-216038075025001750196-294DGF-C-252-2250600075025001750196-294DGF-C-322-22*16038075025002*1750196-294DGF-C-502-2500600075025003000196-294國(guó)產(chǎn)機(jī)式變頻裝置加熱裝置的選擇感應(yīng)器的選擇表面淬火時(shí)采用的是中頻同時(shí)加熱淬火，因此選用中頻外表面同時(shí)加熱感應(yīng)器。結(jié)構(gòu)圖：用途：齒輪，圓盤(pán)軸等淬火加熱，亦可用于圓錐角小于20°的錐齒輪的淬火加熱。設(shè)計(jì)參數(shù)：1.感應(yīng)圈內(nèi)壁與零件間隙一般為2~5mm。軸的直徑為400mm，則感應(yīng)圈的內(nèi)徑應(yīng)為404~410mm。2.感應(yīng)圈的高度等于或稍大于零件高度，一般小于150mm。（由表查到，中頻感應(yīng)器高度為要求硬化區(qū)寬+（8~12mm），我們所確定的硬化區(qū)為6mm，因此感應(yīng)器高度為14~18mm。3.感應(yīng)圈寬度：一般為3~4mm。4.感應(yīng)圈靠焊在外側(cè)的半圓管通水自冷，當(dāng)感應(yīng)圈高度超過(guò)70mm時(shí)，應(yīng)焊接兩條自冷半圓管。5.兩個(gè)冷卻水管分別與兩對(duì)并聯(lián)的匯流條連接，這種供電能增加感應(yīng)器兩端的電流密度。型號(hào)最大夾持長(zhǎng)度/mm最大加熱長(zhǎng)度/mm最大加熱直徑/mm最大工件重量/kg傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方式冷卻方式機(jī)床外形尺寸/mmGCFW11200/120-W2000120010000復(fù)合式噴淋、埋液2510*2010*5670GCFW11350/120-W3500120020000復(fù)合式噴淋、埋液3510*2010*4160GCFW型通用立式中頻淬火機(jī)床的技術(shù)規(guī)格淬火機(jī)床的選擇由于我們的直徑為400mm，上述兩種型號(hào)的機(jī)床都可以，但是考慮到經(jīng)濟(jì)型等原則，我們選擇GCFW11200/120-W滲氮設(shè)備的選擇軸類(lèi)零件為保證滲氮過(guò)程中不發(fā)生變形，需選用井式滲氮爐。大型井式氣體滲氮爐，主要問(wèn)題是氨分解率在爐膛不同深度的均勻度。因此，需在需要滲氮部位，延深度方向不同部位通入一定量的氨氣。真空滲氮爐雖滲氮效果較好，但因尺寸不夠而不選擇。爐子結(jié)構(gòu)及特性1.氣流循環(huán)：設(shè)在爐蓋下端的風(fēng)扇，靠風(fēng)扇的離心力驅(qū)動(dòng)爐氣流向四周。2.爐罐密封：爐蓋與爐罐之間應(yīng)有良好的密封。3.爐罐及構(gòu)件：料框，導(dǎo)風(fēng)筒，爐罐，罐