制造工藝技術ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ? ①材料：中碳鋼和中碳合金鋼 — %c ? ②予處理 :正火 (一般件 )或調質處理 (重要件 ) ? ③加熱溫度 : Ac3+ 100150℃ ? ④ 冷卻方式 :水 ? ⑤回火 :低溫回火 ? ⑥組織 :表層 : M回 組織 ? 心部 : S回 正火 (F+P) ? ⑦ 應用 :成批 ,大件生產 ? （ 2）火焰加熱表面淬火： A 工藝：氧 乙炔火焰噴向工件表面，使它迅速加熱到淬火溫度，然后進行噴水冷卻，即達到表面淬火的目的。 ? B 火焰加熱表面淬火的工藝分析 :①材料：中碳鋼和中碳合金鋼②加熱溫度 : Ac3+ 3070℃ ? ③回火 :低溫回火 ④ 淬硬層深度 2— 6mm ? C 特點及應用 :特點 :優點 :設備簡單 ,成本低 .缺點 :工藝難控制 ,質量不穩定 ,易產生缺陷 (過熱 →組織粗 ) ? 應用 :單件小批生產的大型件 ,需要局部進行表面淬火處理的大件 . ? （ 3）激光加熱表面淬火 :是用激光束掃描工件表面 ,使工件表面迅速加熱到鋼的臨界點以上 ,而當激光束離開工件表面時 ,由于基體金屬的大量吸熱 ,使表面獲得急速冷卻 ,而無須冷卻介質 . ? 激光淬火淬硬層深度一般為 — ,激光淬火后的硬度 ↑,耐磨性好 ,其耐磨性比淬火 +低溫回火提高 50% ? :將工件置于特定介質中加熱和保溫 ,使一種或幾種元素滲入工件表面 ,以改變表層的化學成分和組織 ,從而達到表面強化的目的 . ? 各種化學熱處理的基本過程包括以下 4個階段。 ? ①加熱②分解 ? ③吸收 ? ④擴散 ? :成分變 →組織變 →性能變 ? :滲碳處理 : +C。 氮化處理 +N ? （ 1）鋼的滲碳 ? 1）氣體滲碳的原理及設備 ? 圖 氣體滲碳法示意圖 ? 2）滲碳層厚度：擴散層所達到的深度叫做滲碳層厚度。 ? 3）應用 :低碳鋼和低碳合金鋼 ,滲碳主要用于承受較大沖擊載荷和嚴重磨損條件下工作的零件 ,滲碳后還應進行淬火 +低溫回火處理 ? 4 ）滲碳后的熱處理 ? 工件經滲碳后必須進行淬火和低溫回火，淬火方法主要有以下兩種： ? ①直接淬火 :工件從滲碳溫度預冷到高于心部 Ar3的某一溫度 ,立即放入水中或油中淬火 ,適用于細晶粒鋼或性能要求不高的零件 ,滲碳后還要機加工的零件不宜直接淬火 . ? ②一次淬火 :滲碳后先讓工件在空氣中冷卻 ,然后再重新加熱進行淬火 . （ 1）氮化處理 :氣體氮化 ,離子氮化 ,氣體軟氮化 ,氣體碳氮共滲 ? 1）氣體氮化 :設備 :井式爐 (向井式爐中通入氨氣 ) ? ① 工藝 :向鋼的表層滲入氮原子以提高表層的硬度 ,耐磨性 ,疲勞強度及耐蝕性的化學熱處理工藝 ,也稱為滲氮 . ? ② 應用 :應用最廣泛的氮化鋼是 38CrMoAl鋼,氮化主要用于耐磨性和精度均要求很高的零件 ,如 :鏜床主軸 ,精密傳動齒輪 . ? ③ 注意 : 第 5章 常用金屬材料 ? 工業上應用最為廣泛的金屬材料是碳素鋼，合金鋼，鑄鐵，銅鋁及其合金等 ? 一、碳素鋼 ? 碳素鋼簡稱碳鋼，其含碳量一般為： WC=%～ % ，并含有少量的 Si， Mn， S，P等雜質元素，碳鋼價格低廉，容易加工，所以在機械制造中得到廣泛應用，為了合理選擇，正確使用各種碳鋼，必須要了解碳鋼的分類，編號和用途，以及一些常存雜質對碳鋼的影響。 ? （一）常存雜質元素對鋼性能的影響 ? 1 錳的影響（有益元素） ? 很好的脫氧能力，減少鋼中的 FeO而大大改善鋼的品質。錳還能與硫形成 MnS （ 1620℃ ） ,以消除硫的有害作用。 ? 錳的質量分數 WMn% 時對鋼的性能影響不顯著。 ? 2 硅的影響（有益元素） ? 硅的脫氧能力比錳強。 ? 硅的質量分數 WSi% 時對鋼的性能影響也不顯著。 ? 3 硫的影響（有害元素） ? 熱脆性 :FeS與鐵則形成低熔點的共晶體（ 985℃ ）而分布于奧氏體的晶界上。當鋼材在 800～ 1200℃ 進行鍛壓成形時，容易使鋼材沿奧氏體晶界開裂。這種現象叫熱脆性。 ? 錳可以和硫形成高熔點的 MnS（ 1620℃ ），在高溫下有一定塑性，避免了熱脆性。 ? 4 磷的影響（有害元素） ? 冷脆性：脆化現象在低溫時尤為嚴重，塑性、韌性急劇降低 。 ? 磷的存在還使鋼的焊接工藝性能變差。 ? (二 )碳鋼的分類 : ? 1 按鋼的含碳量分： 低碳鋼（ WC≤ % ） ? 中碳鋼（ WC=%～ % ） ? 高碳鋼（ WC≥ % ） ? 2 按質量分：普通質量鋼（ WS≤% 、 ? WP≤% ） ? 優質鋼（ ≤% ） ? 高級優質鋼（ ≤% ） ? 3 按用途分： ? 碳素結構鋼： 用于制造各種工程構件（如橋梁、船舶、建筑等構件）和機械零件（如螺釘，螺母，連桿等），這類鋼一般屬于低碳鋼和中碳鋼。 ? 碳素工具鋼： 用于制造工具（如鑿子，錘子，手工鋸條，銼刀等），模具（如沖模等） ，量具的鋼，這類鋼屬于高碳鋼 ? (三 )碳鋼的編號和用途： ? 碳素結構鋼： Q235 ? （ 1）牌號的組成：字母 +數字 +字母 +字母 ? 字母：屈服強度 ? 數字：屈服強度的數值 ? 字母：質量等級 A， B， C， D， S， P含量隨 A至 D而減少 ? 字母：脫氧方法： F沸騰鋼， b半鎮靜鋼， Z鎮靜鋼， TZ特殊鎮靜鋼 ? （ 2）性能特點：其組織含鐵素體較多，塑性，韌性較好，又具有良好的強度，焊接性，切削加工性。 ? （ 3）用途：用于制造螺釘，螺母和墊圈等金屬構件。 ? 優質碳素結構鋼： 10， 20， 35， 45， 60， 65 ? （ 1）牌號的組成：采用兩位數字表示，兩位數字表示該鋼平均含碳量的萬分之幾，如 20鋼表示平均含碳量為%. 45鋼表示平均含碳量為 %. ? （ 2）用途 :含硫，磷均 ≤ %. 常用來制造各種較重要的機器零件。如： 10— 25鋼： 20鋼：常用來制造受力不大，而塑性與韌性要求較高的機械零件，如：容器，普通的墊圈，螺釘，螺母和沖壓件，焊接件等等 ? 10— 25鋼也可作滲碳用鋼，這類鋼經滲碳 +淬火 +低溫回火后可用作表面要求耐磨并承受一定沖擊載荷的機械零件，如凸輪，齒輪等。 ? 3550鋼： 45鋼：常用來制造承受較大交變載荷與沖擊載荷的機械零件，如：齒輪，連桿，絲杠，主軸等 ? 5570鋼： 65鋼：常用來制造各種彈簧用鋼 ? ： WC=%～ % ? （ 1）牌號的組成： T7， T8鋼用于制造硬度中等，韌性較高，承受沖擊負荷的工具，如錘子 ? T9， T10， T11鋼用于制造硬度較高，韌性適中的工具，如絲錐，板牙等 ? T12， T13鋼用于制造高硬度，高耐磨性，韌性要求較低的工具，如量具，銼刀等 ? 二、合金鋼 ? 為了提高鋼的力學性能，工藝性能，物理、化學性能，在煉鋼時有意識地向鋼中加入一種或幾種合金元素，這樣獲得的鋼稱為合金鋼。錳、鉻、鉬、鎢、釩、鈮、鋯、鈦等 ? （一）合金元素在鋼中的作用： ? ①大多數合金元素都能不同程度地溶于鐵素體中，起到固溶強化的作用。 ? ②與碳親和力強的元素能與碳結合形成碳化物，提高鋼的強度和硬度，也可起到細化晶粒的作用。 ? ③提高淬透性 ? ④提高回火穩定性 ? (二 )合金鋼的分類和編號方法：和用途： ? ： ? 按所含合金元素分： 低合金鋼 （ WMe5% ） ? 中合金鋼（ WMe=5%～ 10% ） ? 高合金鋼（ WMe10% ） ? 按用途分： 結構鋼： ? 工具鋼： ? 特殊性能鋼： ? 2 合金鋼的編號： ? 合金結構鋼：數字 +Me+數字 … （ A） ? 數字： C%=n*% ? 數字： WMe % 時，元素符號后面不標數字； ? WMe ≥% 、 ≥% 、 ≥% 、 … 時，則在元素符號后相應標出 ...。 ? 特例：滾動軸承鋼 GCr15： C%≈1% ? WCr ≈n*0. 1%=1 . 5% ? 合金工具鋼：數字 +Me+數字 … （ A） ? 數字： C%=n*0. 1% WC ≥ 1% 不標，高速鋼不標含碳量： WC =% ? （三）常用合金鋼： ? ： 低合金結構鋼 ? 合金滲碳鋼 ? 合金調質鋼 ? 合金彈簧鋼 ? 滾動軸承鋼 國家體育場（鳥巢）使用國產 Q460EZ35鋼，最大板厚 110mm。在“鳥巢”里一共用了 材 國家游泳中心（水立方）工程使用國產 Q420C鋼 ? （ 1） 低合金結構鋼 Q390 ? ①性能特點：普通低合金結構鋼是一種低碳、低合金含量的結構鋼，它與含碳量相同的碳鋼相比具有較高的強度，并且具有較好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性。 ? ②用途：用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐等等 ? （ 2） 合金滲碳鋼： 20Cr ， 20CrMnTi， 20Cr2Ni4 ? ①性能特點：合金滲碳鋼是一種低碳，需進行滲碳、淬火、回火后使用的合金鋼 ? ②用途：用于制造既要表面耐磨，又要承受沖擊載荷，即：“ 外硬內韌 ” 性能的零件，如：汽車，拖拉機上的變速箱齒輪等等。 ? （ 3）合金調質鋼： 40Cr， 38CrMoAl， 40CrNiMo ? ①性能特點：是指經過調質處理后使用的結構鋼，這類鋼經調質處理后既有較高的強度，又具有良好的塑性和韌性 ? ②用途：主要用于制造傳遞動力的機器零件。如：機床主軸，連桿，齒輪等 ? （ 4）合金彈簧鋼： 60Si2Mn， 50CrVA ? ①性能特點：高的彈性極限、疲勞極限、較高的強度