热处理设备-第十组

在滑动轴承中工作，中载，转速较高，冲击、疲劳负荷不大的轴(40Cr)轴大小:直径400mm；调质HB228--255或HB248--286.轴颈表面淬火HRC≧54;装配部位HRC≧45题目小组成员：范莉马艳芳陈熠玲解开书訾成伟詹本刚热处理设备选择预备热处理设备选择正火设备的选择

在本设计中的零件形状为圆柱形，形状规则且较大，预备热处理的目的是使其获得满意的机械加工工艺性能，为最终热处理做好组织上的准备，此外进行预备热处理的工件留有足够的加工余量所以对脱碳层的要求相对较小，故我们选择井式电阻炉。我们采用的是正火，加热温度为840℃，加热速度达到143℃∕h，传统加热炉难以达到此水平，为了防止在热处理过程中轴发生变形，因此我们选择中温井式电阻炉。中温井式电阻炉有RJ2-□-9系列，额定温度为950℃。主要供金属杆件加热。炉盖可采用砂封、水封或油封，炉盖衬常用耐火纤维制作。结构特点炉壳、炉衬、保温粉料、电热元件、炉盖、炉盖启团机构。采用全部纤维炉衬，由矿渣棉纤维、岩棉纤维、普通硅酸铝纤维做保温层，高纯硅酸铝纤维做耐火层，可节能20%以上，缩短空炉升温时间。加热元件：高电阻率铁铬铝或镍铬合金丝绕成螺旋体。缺点：装炉量少，生产效率低。用途：常用于质量要求较高的零件。井式电阻炉组成：炉壳、炉衬、保温粉料、电热元件、炉盖、炉盖启团机构。如下图所示：其技术参数如下表所示:由于轴的直径为400mm，故选定RJ-60-9为该零件的预备热处理（正火）设备。最终热处理设备的选择调质处理设备的选择淬火设备的选择由于淬火加热温度为840℃，加热速度达到143℃∕h，与正火升温温度一致。所以，升温设备与预备热处理设备一致、为中温井式电阻炉。型号为RJ-60-9。在热处理过程中，工件加热后需要以不同的冷却速度进行冷却，从而获得所要求的组织及性能。影响工件冷却速度的因素很多，包括冷却方式，介质温度以及介质、工件的运动情况和操作方法等。淬火槽－装有淬火介质的容器。配合井式炉淬火的淬火槽一般为圆形。淬火槽由低碳钢钢板焊接而成，内外涂有防锈漆。淬火槽选用深井式或大直径淬火槽。深井式淬火槽常用语长轴类工件淬火冷却。如图所示为顶插搅拌器的深井式淬火槽。对于深度小于10米以下的淬火槽的搅拌，可以采用顶插式螺旋桨方式搅拌，大于该尺寸，可以考虑侧插式螺旋桨搅拌或泵搅拌。冷却装置为了保证淬火槽能够正常地连续工作，使淬火介质得到比较稳定地冷却性能，需要将淬火介质冷却，常见冷却方式如下：自然冷却：只靠本身自然冷却，效果较差，一般用于生产量很小的周期性淬火冷却。搅拌冷却：加速介质流动，加速冷却。蛇形管或冷却水套冷却：在淬火槽内部盘绕铜管或钢管，或在其外部设置冷却水套，效果较好，一般只适用于小型淬火槽。该零件选择双介质淬火。双介质淬火应备有两个淬火槽：一个水槽，一个油槽，淬火时应注意工件从水槽到油槽中的时间，应尽量缩短时间。根据经验，按工件直径/厚度计算在水中停留的时间，系数为0.2~0.3s/mm。合金钢取下限，碳素钢取上限。T=（0.2~0.3）*D=80~120s。在水槽中应冷却80s。排烟装置作用：排烟装置主要用于淬火油槽，淬火盐浴和金属浴槽，以排除淬火槽蒸发的烟气和其它有害气体，使之达到国家对环境保护的规定，并保证操作人员的健康。类型上置式：影响吊车操作，用于小型淬火槽侧置式：一侧吹风，一侧抽风，多用于大型淬火槽选用侧置式灭火装置淬火液面上部侧面设置多孔灭火装置，油面起火时，可喷出惰性气体灭火。回火设备的选择低温井式电阻炉通常又称井式回火炉，由RJ2-□-6系列，最高工作温度650℃。结构特点结构与中温井式炉相似炉壳、炉衬、加热元件、导风筒、风扇、炉盖以及起闭机构主要靠对流散热，加装风扇，增加空气对流特点：装炉量较高，炉内温度均匀，装出料方便。用途：广泛用于钢件的回火处理，也可用作有色金属的热处理。井式回火炉设备的主要用途为各种金属机件、盘料和轴件在渗碳淬火后置相对密封状态腔内高温、低温回火、时效用。用法是电动式手动升上轻松旋转打开炉盖，将工件吊装到炉膛内，盖上盖子，设定下限温度自动打开风机编辑工艺加热，热风循环风机使炉温循环均匀，属周期式热处理设备主要技术参数1、标称加热功率：220kw2、最高使用温度：650℃3、常用温度：400～650℃4、最大装载量：15000kg（含工装）5、有效装料尺寸：Φ2800×1600mm6、有效加热区高度：2400mm7、有效加热区温度均匀性：≯±3℃8、控制精度：±1℃9、炉壳温升：≯50℃10、区数：3区型号功率工作尺寸温度℃RJ2-24-624φ400×500650RJ2-36-636φ500×650650RJ2-55-655φ700×900650RJ2-75-675φ950×1200650井式回火炉型号及参数由热处理工艺制订可知,40Cr高温回火的温度为530-590℃,选定回火温度为580℃。因为零件材料的直径为400mm，所以确定回火保温时间为160min,然后在空气中冷却至室温。回火后硬度达25—35HRC。故选定RJ2-55-6为该零件材料的回火设备。感应加热表面淬火设备的选择加热装置的选择感应器的选择淬火机床的选择机械式中频变频装置（简称机式中频发电机）：能将50Hz工频电流转变成1000~8000Hz的中频电流在热处理工艺制度时我们确定了表面淬火时的频率为1500Hz，淬硬层深度为6mm型号输出功率/KW变频机电压/V额定功率/Hz中频电容器总容量/KF冷却水压力/KPa电动机发电机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国产机式变频装置加热装置的选择感应器的选择表面淬火时采用的是中频同时加热淬火，因此选用中频外表面同时加热感应器。结构图：用途：齿轮，圆盘轴等淬火加热，亦可用于圆锥角小于20°的锥齿轮的淬火加热。设计参数：1.感应圈内壁与零件间隙一般为2~5mm。轴的直径为400mm，则感应圈的内径应为404~410mm。2.感应圈的高度等于或稍大于零件高度，一般小于150mm。（由表查到，中频感应器高度为要求硬化区宽+（8~12mm），我们所确定的硬化区为6mm，因此感应器高度为14~18mm。3.感应圈宽度：一般为3~4mm。4.感应圈靠焊在外侧的半圆管通水自冷，当感应圈高度超过70mm时，应焊接两条自冷半圆管。5.两个冷却水管分别与两对并联的汇流条连接，这种供电能增加感应器两端的电流密度。型号最大夹持长度/mm最大加热长度/mm最大加热直径/mm最大工件重量/kg传动结构方式冷却方式机床外形尺寸/mmGCFW11200/120-W2000120010000复合式喷淋、埋液2510*2010*5670GCFW11350/120-W3500120020000复合式喷淋、埋液3510*2010*4160GCFW型通用立式中频淬火机床的技术规格淬火机床的选择由于我们的直径为400mm，上述两种型号的机床都可以，但是考虑到经济型等原则，我们选择GCFW11200/120-W渗氮设备的选择轴类零件为保证渗氮过程中不发生变形，需选用井式渗氮炉。大型井式气体渗氮炉，主要问题是氨分解率在炉膛不同深度的均匀度。因此，需在需要渗氮部位，延深度方向不同部位通入一定量的氨气。真空渗氮炉虽渗氮效果较好，但因尺寸不够而不选择。炉子结构及特性1.气流循环：设在炉盖下端的风扇，靠风扇的离心力驱动炉气流向四周。2.炉罐密封：炉盖与炉罐之间应有良好的密封。3.炉罐及构件：料框，导风筒，炉罐，罐