毕业设计(论文)50CrVA气缸涨圈热处理工艺设计.doc
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1、攀枝花学院学生课程设计(论文)题 目: 50CrVA气缸涨圈热处理工艺设计 学生姓名: X X X 学 号: 201111102XXX 所在学院: 材料工程学院 专 业: 20XX级材料成型及控制工程班 方 向: 铸 造 方 向 指导教师: X X X 职 称: 讲 师 2013年 12月15日攀枝花学院教务处制 攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目A钢棒热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计65Mn割草机刀片热处理工艺设计,主要目的:(1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力,并使其所学知识得到巩固和发展。(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装
2、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、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)内容:进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求,选定能实现技术要求的热处理方法,制定工艺参数,画出热处理工艺曲线图,选择热处理设备,设计或选定装夹具,作出热处理工艺卡。最后,写出设计说明书,说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。要求:(1)分析生产加工及热处理过程中可能出现的缺陷,针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。(2)提交设计说明书(或设计报告),35
3、千字,提交设计说明书。3、主要参考文献1 崔明择主编.工程材料及其热处理M. 北京:机械工业出版社,2009.7.2崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)M. 北京:机械工业出版社,2007.53王建安. 金属学与热处理M. 北京:机械工业出版社,19804 中国机械工程学会.热处理手册M. 北京:机械工业出版社,2006.75 范逸明.简明金属热处理工手册M.北京:国防工业出版社,2006.34、课程设计工作进度计划第18周:对给定题目进行认真分析,查阅相关文献资料,做好原始记录。 第19周:撰写课程设计说明书,并进行修改、完善,提交设计说明书。指导教师(签字)日期年 月 日教研室意见:年 月
4、 日学生(签字): 接受任务时间: 年 月 日注:任务书由指导教师填写。攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目50CrV A钢棒热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计65Mn割草机刀片热处理工艺设计,主要目的:(1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力,并使其所学知识得到巩固和发展。(2)学习热处理工艺设计的一般方法、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、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)内容:进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根
5、据零件的技术要求,选定能实现技术要求的热处理方法,制定工艺参数,画出热处理工艺曲线图,选择热处理设备,设计或选定装夹具,作出热处理工艺卡。最后,写出设计说明书,说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。要求:(1)分析生产加工及热处理过程中可能出现的缺陷,针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。(2)提交设计说明书(或设计报告),35千字,提交设计说明书。3、主要参考文献1 崔明择主编.工程材料及其热处理M. 北京:机械工业出版社,2009.7.2崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)M. 北京:机械工业出版社,2007.53王建安. 金属学与热处理M. 北京:机
6、械工业出版社,19804 中国机械工程学会.热处理手册M. 北京:机械工业出版社,2006.75 范逸明.简明金属热处理工手册M.北京:国防工业出版社,2006.34、课程设计工作进度计划第18周:对给定题目进行认真分析,查阅相关文献资料,做好原始记录。 第19周:撰写课程设计说明书,并进行修改、完善,提交设计说明书。指导教师(签字)日期年 月 日教研室意见:年 月 日学生(签字): 接受任务时间: 年 月 日注:任务书由指导教师填写。课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。02科学实践、
7、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计(实验)能力,方案的设计能力5能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机
8、进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力(综合分析能力、技术经济分析能力)10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图(或图纸)质量、篇幅、设计(论文)规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书(论文)质量30综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破,或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名: 年月日 摘 要 本课程设计了50CrVA气缸涨圈热的热处理工艺设计。主要包括锻造、预备热处理(球化退火)、淬火、等温回火等过程。在不
9、同阶段,根据需求不同选择恰当方式进行处理,可获得不同的性能要求。50CrVA气缸涨圈热属于高耐磨微变形弹簧钢,其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度,是冲模、冷镦模等的重要材料,但其韧度较差,对热加工工艺和热处理工艺要求较高,处理工艺不当,很容易造成模具的过早失效。为此如何合理的选择弹簧材料和正确确定热处理方法,以提高模具的使用寿命是生产中最为关心的问题,它直接关系到产品的质量及经济效益。关键词:50CrV A钢,锻造,球化退火,淬火.温回火目 录摘 要1、设计任务61.1设计任务61.2设计的技术要求62、设计方案72.1A钢种设计的分析72.1.1工作条件72.1.
10、2失效形式72.1.3性能要求72.2钢种材料83、设计说明93.1加工工艺流程93.2具体热处理工艺93.2.1锻造工艺103.2.2 预备热处理工艺113.2.3淬火+低温回火热处理工艺124、分析与讨论165、结束语176、热处理工艺卡片18参 考 文 献191、设计任务1.1设计任务50CrV A钢棒热处理工艺。1.2设计的技术要求气缸涨圈用钢是用以制造各种使金属在常温下变形的模具用钢。气缸涨圈在工艺过程中要承受很大的压力、弯曲力、冲击及摩擦,而且,冷变形加工后的零件一般不再加工或很少加工因而模具要求有较高的尺寸精度。气缸涨圈的正常报废一般是刃口的磨损也有因冲击而断裂、崩刃和变形超差而
11、提前报废。因此,气缸涨圈用钢应具有高的硬度、高的耐磨性、足够的强度和韧性、热处理变形小以及较高的淬透性1。50CrV A冷作模具钢,钢的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度均比Cr12高。50CrV A钢用于制造截面较大、形状复杂、工作条件繁重下的各种冷冲模具和工具,如冲孔凹模、切边模、滚边模、钢板 深拉伸模、圆锯、标准工具和量规、螺纹滚模等。2、设计方案2.150CrV A钢种设计的分析2.1.1工作条件50CrV A钢是我国最常用的弹簧钢之一,由于其具有硬度高、强度大、热处理时体积变形小等特点,故多用于高负荷、高精度、高寿命的冷变形模具。被广泛用来制造承受负荷大、生产批量大、耐磨性要求高,
12、热处理变形量要求小和形状复杂的零件。2.1.2失效形式 50CrVA钢气缸涨圈的主要失效形式有汽缸套异常磨损、穴蚀、发动机拉钢和活塞烧熔四种。(1)汽缸套异常磨损:磨合不到位,提前投入使用。润滑不够好。(2)穴蚀:高频振动,在冷却水中的气体或空气以气泡的形式分离出来。 (3)发动机拉钢:活塞环严重重积炭。 (4) 活塞烧熔:活塞间隙过小,油膜过薄。2.1.3性能要求冷冲模具主要用于完成金属或非金属材料的冷态成型,包括冲裁模、弯曲模、拉深模、挤压模、镦锻模等3。 (1)冲裁模工作部位是刃口,要求工作中刃口不易崩刃,不易变形,不易磨损和不易折断。 (2)弯曲和拉深模用于板材料的成型,工作应力一般不
13、打。拉深模要求工作面保持光洁,不易发生粘附磨损和擦伤;弯曲模初以上要求外,还要求有一定的抗断裂能力。 (3)挤压模和镦锻模主要用于材料体成型,工作应力大,其中挤压模具应力更大。材料在型腔中剧烈变形同时产生热量,模具在反复应力和温度约300环境中工作。要求模具工作时不易变形,不易开裂,不易磨损。 2.2钢种材料 50CrVA钢具有良好的淬透性加钒能细化组织不易过热并可提高钢的强度韧性降低缺口敏感性。这种钢脱碳倾向小低温衝击韧性好在较高温度下工作时性能也较稳定主要用於製造气门弹簧安全阀弹簧和在较高温度下工作的弹簧。力学性质:抗拉强度 b (MPa):1274(130)屈服强度 s (MPa):11
14、27(115)伸长率 5 (%):10断面收缩率 (%):40硬度 :热轧,321HB;冷拉+热处理,321H3、设计说明3.1加工工艺流程 50CrVA钢气缸涨圈的工艺流程: 下料锻造预备热处理(球化退火)机械加工淬火+低温回火平磨线切割加工组装。成分5见表3.1。表3.1 A 的化学成分(质量分数,%)CSiMnCrV0.450.540.170.370.500.800.801.100.100.20成分分析:高的含碳量可保证形成大量的合金碳化物,淬火加热时,一部分融入奥氏体中,提高其稳定性,同时也使马氏体中的合金元素含量增加,保证其硬度;而未溶的碳化物则起细化晶粒、提高韧性的作用并提高钢的耐
15、磨性。Cr是主要的合金元素,它使钢的淬透性大大增加,提高其回火稳定性,并产生二次硬化现象。铬与碳形成高硬度的碳化物,加热时未溶的碳化物可细化晶粒、提高钢的耐磨性的作用。V既能细化晶粒、提高韧性,又能形成高硬度的碳化物VC,进一步提高钢的耐磨性。3.2具体热处理工艺50CrV A冷模具钢的热处理包括初期的锻造和预先热处理,以减少碳化物的不均匀分布,为后续淬火、回火提供优良的原始组织。50CrVA钢的热处理工艺分析:(1)弹簧钢原材料一般为锻环形材或棒材,其内容组织中碳化物呈沿晶界网状分布,这种组织如果不经过进一步的锻造加工,使用时裂纹容易沿晶界萌生并扩张,降低模具的承载能力,最终导致模具的早期崩
16、裂。(2)通过锻造和随后的球化退火处理,形成均匀,细小,弥散分布的碳化物,改善模具内部的组织条件,尤其是碳化物分布,为最终热处理准备组织条件,避免局部的应力集中产生热处理开裂,同时有助于提高模具的寿命,解决断裂和龟裂问题。(3)A钢属于高碳高铬钢,含碳量和含铬量高,形成了大量的碳化物和高合金度的马氏体。使钢具有高硬度、高耐磨性。A钢中的钼增加钢的淬透性并且细化晶粒,钒能细化晶粒增加韧度。又能形成高硬度的VC,以进一步增加钢的耐磨陛。铬又使钢具有高的淬透性和回火稳定性。由于Cr的大量存在,钢液结晶时析出的大量共晶碳化物,硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe,Cr)7C3,极为稳定,常规热处理无法细化。
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