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1、 辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 摘要本设计是参照国内某钢厂热处理中心而设计的大型综合热处理车间，其典型产品材料为W18Cr4V高合金工具钢。该设计主要以W18Cr4V高合金工具钢制作拉刀为例，介绍了其热处理工艺流程和工艺参数，并说明了热处理过程中材料组织、结构及性能的变化。第一章是绪论，主要阐述了高速钢的概况和分类，常见热处理，合金元素的作用及其性能。第二章主要以W18Cr4V高合金工具钢拉刀为例，制订产品的工艺流程，计算工艺参数，其中包括锻造、退火、淬火、回火的加热温度，加热时间，及淬火介质的性能参数，并介绍了其表面强化的热处理工艺。第三章是设备的选择，它阐述了设备的设计及选择的要求，其
2、中包括加热炉的选择、淬火介质的选择及其它附加设备。第四章为热处理炉的设计就算，根据年产量及热处理工艺，零件尺寸大小等设计出符合生产要求的热处理炉。第五章为车间经济指标，主要是根据年产量设计本车间的经济状况。最后一张为专题，它详细阐述了高速钢的表面强化技术。关键词：W18Cr4V；工艺流程；工艺参数；表面强化； 辽宁科技大学本科毕业设计（论文） AbstractThe reference design is designed for a large-scale comprehensive heat treatment shop refer to a domestic steel heat tre
3、atment center, the typical product material is W18Cr4V high alloy tool steel. The design takes mainly W18Cr4V high alloy tool steel broaches as an example, introduced its heat treatment process and process parameters, and describes the changes in the material during heat treatment organization, stru
4、cture and properties. The first chapter is the introduction , mainly on the role and performance of high-speed steel profiles and classification, common heat treatment, alloying elements. The second chapter in W18Cr4V high alloy tool steel broaches. For example, the development of the product proces
5、s, calculation parameters, including performance parameters forging, annealing, quenching, tempering heating temperature, heating time, and quenching medium, and introduced its surface hardening heat treatment process. The third chapter is the choice of equipment, it describes the design and selecti
6、on of equipment requirements, including the choice of the furnace, quenching medium and select other additional equipment. Chapter IV of the heat treatment furnace design even if, according to the annual production and heat treatment process, such as the size of parts designed to meet the production
7、 requirements of heat treatment furnaces. Chapter V of the workshop economic indicators, the economic situation is mainly designed according to the annual output of the workshop. The last one is the topic, it elaborates high speed steel surface enhancement technology.Keywords: W18Cr4V; process; proc
8、ess parameters; surface hardening;目录第一章 绪论11.1高速钢的简介、现状及展望11.2高速钢的分类31.3高速钢的热处理工艺简介41.4高速钢中各元素的作用71.5高速钢的性能101.5.1硬度101.5.2强度和韧性101.5.3热稳定性111.5.4导热性111.5.5磨削性11第二章 工艺路线设计122.1典型产品分析122.1.1 W18Cr4V的化学成分122.1.2 W18Cr4V的临界温度122.1.3 W18Cr4V的性质122.2 W18Cr4V的锻造工艺132.2.1 锻造温度及加热温度132.2.2 锻造过程142.3热处理工艺的制定
9、142.3.1退火142.3.2淬火152.3.3回火172.4表面强化182.5 热处理过程中可能产生的缺陷19第三章 主要热处理设备的参数213.1中温井式电阻炉213.2埋入式电极盐浴炉223.3低温井式电阻炉243.4淬火槽263.4.1淬火槽的基本结构263.4.2淬火槽的分类273.5热处理辅助设备303.5.1清理设备303.5.2清洗设备313.5.3校正与校直设备323.5.4起重运输设备33第四章 电阻炉的设计344.1电阻炉的设计要求344.1.1炉膛尺寸的确定344.1.2电阻炉功率的确定374.1.3热效率计算434.1.5空炉升温时间计算434.1.6功率的分配与接
10、线464.1.7电热元件材料选择及计算474.1.8电热偶及其保护套管的设计与选择494.2淬火槽的设计计算504.2.1淬火槽设计内容504.2.2淬火槽的设计原则504.2.3淬火介质需要量514.2.4淬火槽形状与尺寸514.2.5溢流槽尺寸534.2.6淬火槽淬火介质置换量544.2.7淬火介质供入管、排出管和事故放油管54第五章 车间经济指标的计算565.1 车间人员的配备565.1.1直接生产组565.1.2辅助生产组575.1.3技术组575.1.4行政管理组575.1.5其他人员585.2热处理车间主要技术经济指标的计算585.2.1车间年产量585.2.2车间总面积、生产面积
11、的计算585.2.3车间工人人数595.2.4主要加热设备数量595.2.5总劳动量595.2.6电力的计算595.2.7生产用水量计算635.3车间的经济分析645.5车间环境保护66专题 高速钢的表面强化67结论70致谢71参考文献：7274 辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 第页第一章 绪论1.1高速钢的简介、现状及展望高速钢是高速工具钢的简称。在我国冶金业中一般称其为高工钢。它虽然年产量不高，但是由于成分复杂，合金含量很高，生产工艺与性能也比较特殊，而且价格昂贵，因此现在其在特殊钢中一直占有非常独特的地位。高速钢属于高碳高合金莱氏体钢，是特殊钢中通过特殊的热处理可以获得非常高的硬度，而
12、且在550600仍能保持高耐磨性和高硬度的耐磨耐热钢类，其主要用途为制造多种机床的切削工具，也有一部分用于航空高温轴承，高载荷模具及特殊耐热耐磨零部件等。迄今为止公认的高速钢正式诞生于1990年，但是也有人认为记录和研制成功高速钢的时间为1898年，原因是那是一个从无到有的突破；另一些文献记录则强调时间为1906年，因为那一年怀特和泰勒确立了W18Cr4V这种真正影响后世百年的钢种。高速钢的发明及使用使切削中碳钢的速度由原来的8m/min提高到现在的大约30m/min。以长度为1000mm直径为65mm的45钢工件为例，原来的加工时间需要100min，而现在应用高速钢只需要约25min。因此，
13、人们对它的加工速度感到震惊，称其为“高速钢”。而W18Cr4V作为一个经典的高速钢牌号，一直延续并使用至今。 高速钢自发明以来，人们就认识到它的许多优点，并设计可以利用这种钢的有效刀具如钻头、车刀、刨刀、铣刀等。刚开始高速钢也只是用于粗切，但是随着技术的不断改进，各种刀具都纷纷采用高速钢材料。人们逐渐发现高速钢具有高耐热性、高硬度和高耐磨性等特点，有较好的工艺性能，韧性和强度配合的好，并且具有很好的红硬性。于是，高速钢发展成为了刀具材料市场上几十年的“霸主”高钒高速钢耐磨材料魏世忠，韩明儒，徐流杰著，科学出版社，2009，P52P53；。高速钢的诞生至今已有近百年，人们在生产工艺、合金化、钢种
14、、热处理、显微组织及热处理性能等方面进行了许多卓有成效的工作，可以说已经达到相当成熟的阶段。1930年以前切削工具材料主要依赖高速钢，自从硬质合金问世以后，由于其耐磨性、热硬性及硬度远超过高速钢，所以在某些切削领域，硬质合金迅速代替了高速钢。20世纪中期，世界科学技术飞速发展，而作为机械制造业中最重要的切削技术也是如此。许多超硬工具材料如涂层硬质合金、TiC基硬质合金、聚晶金刚石、陶瓷和等等不断出现，在切削效率、切削速度及切削难加工材料上高速钢无法与其他相比较。但是，高速钢的工具成型性，韧性，确实是任何脆性硬质工具材料所无法比拟的，并且高速钢刀具，尤其是精密、复杂刀具的制造成本很低。加之高速钢
15、热处理技术、冶金生产及合金化的不断进步，使自身的使用性能不断的提高。所以，尽管在难加工材料领域与单刃刀具高速切削中硬质合金等所占的份额日益增多，但在经受冲击、多刃刀具和振动的切削加工以及在加工一般材料时，高速钢仍是占据着主要地位。由于使用条件的差异，必然对工具材料的性能提出不同要求。各种工具材料都有其适用范围和优点，高速钢迄今能保持其工具材料的基础地位，是因为其拥有自身的进步和发展，现在回顾和展望如下简介： (1)20世纪70年代成功投产的粉末冶金高速钢，其新技术正在进行改进，扩大应用范围及降低其生产成本。在钢种上也继续发展特种成分的粉末冶金高速钢，进一步提高高速钢热硬性、硬度、改善磨削性、耐磨性、强度和韧性
