二缸油泵凸轮轴材料课程设计

III由上图可知硬度达到峰值时，温度选择860℃，保温时间为30min温度：860℃保温时间：30min冷却介质：空气2）淬火：如下图所示。45钢的淬火温度在820~840度左右，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间,一般为1min/mm,如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量其中，在加热阶段，淬火前650℃保持一段时间，然后升到850±10℃保温1-2小时。因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液,45号钢水淬容易有软点的.。水温要小于30°。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。

45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC55~58，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中。

温度（℃）保温时间（min)HRC820605484060588606052温度：840℃保温时间：1h冷却介质：水冷回火：如下图所示。

45钢回火的目的：

a.消除淬火应力，降低脆性

b.稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定

c.获得要求的强度、硬度、塑性、韧性

因凸轮轴性能要求是较高的强度和硬度，还有一定的耐磨性。我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火的时间关系不大，但是必须回透，一般工件回火的保持温度时间总在1小时以上

45钢回火温度与回火时间对硬度的影响得出低温回火的温度为200℃，保温时间为1h温度：200℃保温时间：1h介质：空气硬度：55～60HRC使其表面获得回火索氏体，已达到足够的硬度和耐磨性。3、热处理的工艺分析与实施要点

凸轮轴进行感应淬火硬化处理后，其奥氏体晶粒得到了细化，使表面硬度高，耐磨性以及疲劳性得到改善，另外具有变形小、效率高、节能、自动化和机械化操作程度高。其流程为：选用感应圈→淬火（900~930℃）→水淬油冷→回火等。回火后可消除组织应力。

1）感应加热的感应器应根据要求制作设计，其形状可制成仿形或圆形，其高度比凸轮轴高4~8mm，内径与轴径间隙在3~4mm之间，避免出现因间隙不等而造成硬度的明显差异，同时要观察感应器和凸轮轴彼此的位置相对固定。

2）感应上的ф1.5~2mm的喷射孔，确保无堵塞，水压符合设计要求，凸轮轴可旋转或静止不动。大批生产时候，所有的凸轮轴上各淬火部位应是一次同时加热完成的，如分段加热则容易出现软带，直接影响到凸轮轴表面的耐磨性等，对其使用寿命等有直接的影响。

4、凸轮轴装炉量选取

装炉量根据工件所需要的尺寸大小，电阻炉炉板尺寸规格来制定。针对不同形状的工件，有合理的装炉方式。装炉量过大时，应该延长保温的时间，大约延长1/5。工件的尺寸在设计尺寸的基础上增加5mm左右。装炉量=体积/工件尺*寸重量技术要求45钢凸轮轴的技术要求为凸轮、支承轴径和偏心轮的表面硬度为55~63HRC，硬化层深度为2~5mm；齿轮的硬度为45~58HRC，硬化层深度为2~5mm五、结论：综合以上所述选择45钢材料，经过调质—淬火—低温回火热处理，达到了二缸油泵凸轮轴的材料设计要求。参考文献[1]傅成昌，傅晓燕.柴油机构造与使用[M].北京.石油工业出版社.2012.5[2]杨万成.潍柴发动机[M].北京.机械工业出版社.2013.4[3]梅尔·库兹.材料选用手册[M]美国.化学工业出版社2005.5[4]中国机械工程学会热处理学会.热处理手册.[M]北京.机械工业出版社.2013.7[5]王中诚，王东.汽车零件热处理实用技术[M].北京：机械工业出版社，2013.[6]王忠诚，齐宝森，李杨.典型零件热处理技术[M].北京：化学工业出版社，2010.[7]王中诚.零件整体热处理与典型实例[M].北京：化学工业出版社，2013.[8]樊新民.热处理工实用技术手册[M].2版.南京：江苏科学技术出版社，2010.[9]李书常.简明典型金属材料热处理实用手册[M].北京：机械工业出版社，2010.[10]马伯龙.热处理工操作质量保证指南.[M]北京；机械工业出版社，2012.2[11]王忠诚.热处理操作卡简明手册[M]北京；化学工业出版社，2008.1附录热处理工艺曲线热处理工艺操作卡产品标记材料批号数量零件号45#每车数量规格尺寸零件名称二缸凸轮轴45化学成分/%力学性能CMnSiSPNiReMgσb/mpaσs/mpaδ%45#0.42～

0.500.17～

0.370.50～

0.800.03≤0.04≤58029035技术要求:凸轮轴待加工表面不允许有氧化皮，折叠，夹层，裂纹，充不满等缺陷凸轮轴加工表面不允许有擦伤，烧伤，划痕，气孔，缩送，裂纹，凹陷，斑点等缺陷正火后硬度170-190HBS,最终热处理后表面硬度大于等于56HRC硬度（HRC）45#55～58材料序号工序号工序名称设备型号工具名称装炉加热冷却数量/件温度/℃加热温度加热时间保温时间冷却剂温度/℃时间方式45#1正火RX3-45-9箱式电阻炉4583086033min30min空气室温空冷2淬火BJ2-65-9井式电阻炉4581584033min60min水室温水冷3低温回火RX5-35-3箱式电阻炉4520020033min60min空气室温空冷课程小结这次合金钢及热处理工艺课程设计是要做一次论文，我们是第一组做的是二缸油泵凸轮轴材料设计，我们这组分了三个小组每个人负责不同的资源寻找我们都为了这次的课程设计尽心尽力，这一次的二缸油泵凸轮轴材料设计是属于柴油机发动机方面的。第一天我们去图书馆查询了关于柴油机发动机方面的书，课题要求需要查找书籍。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了工件热处理的工艺路线，工艺性能等等。对材料的合金元素冷加工工艺，材料热处理工艺有了更深刻的体会。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说的是苦多余甜，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识。通过这次课程设计是我懂得了理论与实际结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说是困难重重，但可喜的是最终都得到了解。本来是一周的课程设计由于国庆节放掉两天，剩余三天但这都不影响我们完成它，在课程设计时由于很多问题导致我们没有及时解决，经过问同学，问老师一系列的帮助我们才得以完成。在这次设计过程中，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的徐老师.，老师严谨细