p出发点：合理应用热处理新工艺、新技术，并做到技术与经济的统一p目标：用最廉价的材料并规定合理的组织性能要求，以最低的能源消耗、最高的劳动生产率生产出质量可靠、性能稳定的工件，满足整机及零部件提出的一定要求，同时无公害p发展方向：优质、高效、节能、无公害第10章 热处理工艺设计2021/8/21一、热处理工艺编制的有关概念工艺过程指改变加工对象形状、尺寸、位置和性质等，使之成为半成品或成品的过程如钢材制品，一般有锻造、铸造、机加工、热处理等工艺过程热处理工艺过程在零件整个制造过程中，用热处理方法改变组织和性能的工艺过程如正火、渗碳、淬火、回火等2021/8/22一、热处理工艺编制的有关概念热处理工序指一个人或一组人在同一场地，对一个或同时对一批工件所连续完成的那一部分热处理工艺过程热处理工序是热处理过程的基本单元分类：基本工序达到热处理目的不可少的工序，如正火、淬火、渗碳等辅助工序辅助基本工序更好地实现热处理目的的工序，如清洗、较直、工件裝夹等工序又可分为工步，工序中参数不变的部分2021/8/23热处理工艺路线指对热处理工艺过程中各个工序所安排的程序热处理技术要求一般是热处理后应达到的质量指标，也是热处理质量合格与否的检验标准。
热处理工艺规程指导热处理工艺实施的规定性技术文件，以表格形式给出 内容：零件概况、零件简图、技术要求、各工序的工艺参数、要求、所用设备及工装、质量检验项目、抽检率、工时定额及编制人、校对人、审查人、批准人签名等 用途指导热处理各工序生产，生产和管理的依据 热处理工艺编制编制热处理工艺规程2021/8/24二、热处理在加工路线中的位置1、零件加工工艺路线零件加工工艺路线对原材料到成品零件经过的全部加工工序所安排的程序，包括原材料检验、锻造、铸造、焊接、切削加工、热处理等环节的全部加工工序制定零件加工工艺路线，需考虑冷加工、热加工的相互配合，结合实际生产条件，对各工序位置予以合理安排2021/8/252、热处理类型及在加工路线中的位置（一）预备热处理退火和正火毛坯退火或正火机械加工目的是消除毛坯中的内应力，细化晶粒，均匀组织；目的是消除毛坯中的内应力，细化晶粒，均匀组织；改善切削加工性；或为最终热处理做组织准备改善切削加工性；或为最终热处理做组织准备2021/8/26二、热处理在加工路线中的位置（一）预备热处理调质处理下料锻造正火或退火机械粗加工调质调质机械精加工主要是提高零件的综合力学性能，或为以后表面淬主要是提高零件的综合力学性能，或为以后表面淬火和为易变形的精密零件淬火作组织准备火和为易变形的精密零件淬火作组织准备 预备热处理一般安排在毛坯件精加工之前2021/8/27（二）最终热处理的工序位置（二）最终热处理的工序位置淬火、回火淬火、回火渗碳渗碳感应加热表面淬火感应加热表面淬火整体淬火、回火整体淬火、回火二、热处理工序的位置二、热处理工序的位置渗氮渗氮 最终热处理一般安排在半精加工之后、精加工最终热处理一般安排在半精加工之后、精加工（磨削）之前（磨削）之前2021/8/28整体淬火、回火件的加工路线整体淬火、回火件的加工路线下料下料锻造锻造正火或退火正火或退火机械粗加工机械粗加工、半精加工、半精加工淬火、低温回火（中温回火）淬火、低温回火（中温回火）磨削磨削下料下料锻造锻造正火或退火正火或退火机械粗加工机械粗加工调质调质磨削磨削半精加工半精加工2021/8/29 表面淬火件加工路线下料下料锻造锻造预备热处理预备热处理（正火或退火）（正火或退火）机械粗加工机械粗加工调质调质机械半精加工机械半精加工表面淬火、表面淬火、低温回火低温回火精加工（磨削）精加工（磨削）2021/8/2102021/8/211渗氮的工序位置下料下料锻造锻造预备热处理预备热处理机械粗加工机械粗加工调质调质机械精加工机械精加工去应力去应力退火退火渗氮渗氮粗磨粗磨精磨或研磨精磨或研磨不需渗氮部位镀锡保护，渗氮后磨去。
不需渗氮部位镀锡保护，渗氮后磨去2021/8/212冷冲模具的加工路线下料下料锻造锻造球化退火球化退火机械粗加工机械粗加工、半精加工、半精加工淬火、回火淬火、回火电加工电加工成形成形钳修钳修2021/8/213二、热处理在加工路线中的位置（三）补充热处理位置：放在最终热处理之后位置：放在最终热处理之后目的：进一步提高零件的组织稳定性目的：进一步提高零件的组织稳定性如：稳定化处理，冷处理如：稳定化处理，冷处理2021/8/214三、热处理工艺制定原则 热处理工艺制定应遵循以下原则 (1)工艺的先进性 充分注意采用可靠的热处理新工艺、新技术；选用稳定、优质高效的完成热处理任务，且能耗低、无污染的设备和材料 (2)工艺的合理性 热处理工艺制定应最大限度避免产生热处理缺陷，工艺方法选择要恰当、参数要合理、热处理辅助工序设置、安排及工艺流程要合理2021/8/215 (3)工艺的可行性 根据企业的热处理条件、人员结构素质、管理水平制定的热处理工艺才能保证在生产中正常运行 (4)工艺的经济性 工艺应充分利用企业现有条件，力求流程简单、操作方便，以最少的消耗获取最佳的工艺效果 (5)工艺的可检查性 现代质量管理要求，热处理属特种工艺范畴，工艺过程的主要工艺参数必须记录，一旦发生质量问题，可以追根溯源。
要求工艺参数的选用依据相关技术标准或经过试验、鉴定，可供检查2021/8/216 (6)工艺的安全性 工艺要有充分的安全可靠性，遵守安全规则，不成熟的工艺要经试验验证鉴定后方可编入 (7)工艺的标准化 标准化是工艺质量的保证；工艺编制时的书写格式、所用术语、基础标准的引用、计量单位及检验都应执行有关技术标准2021/8/217四、热处理工艺制定依据1、产品零件图及技术要求产品零件图应标明对工件的热处理技术要求，l 普通热处理件：标明材料牌号、热处理后硬度等性能要求l 化学热处理件：标明化学热处理部位及尺寸、渗层深度、表面与心部硬度、组织要求及相关标准l 热处理后有特殊要求的零件，应标明检验类型及相关标准2021/8/2182、零件毛坯图及技术要求 零件毛坯图应标明材料、热处理要求、毛坯热处理后达到的性能指标及硬度检测部位、方法毛坯热处理车间据此安排、编制热处理工艺四、热处理工艺制定依据2021/8/2193、技术标准技术标准分为上级标准（国家、国家军用、行业）和企业标准编制热处理工艺的主要依据4、车间的实际生产条件热处理工艺编制应根据企业实际生产条件进行编制包括：热处理车间的设备类型、性能及数量、车间技术管理水平、相关人员的结构、素质等；车间用水、电、气、工艺材料等供应情况；车间照明、通风、取暖及起重运输条件等。
四、热处理工艺制定依据2021/8/220五、热处理工艺编制的步骤2021/8/221五、热处理工艺编制的步骤1、编制工艺前的分析准备l 研究加工工艺路线 了解热处理前的工序对热处理的影响和其后工序对热处理的要求，也有利于工序间沟通协调l 分析技术要求、零件结构、形状、尺寸及材料满足热处理技术要求的难易程度应做到技术要求、零件结构的热处理工艺性、材料三者协调一致l 分析毛坯或原材料状态，考虑是否安排预备热处理或采取相应措施如：组织粗大、严重魏氏组织、带状、网状碳化物增加相应的预备热处理l 研究相关技术标准，编制热处理工艺的主要依据2021/8/222五、热处理工艺编制的步骤2、编制工艺规程l 确定热处理工艺方案 根据技术要求等确定热处理工艺方法、热处理工艺流程及工时定额、工人技术等级 选择热处理方法确保达到零件技术要求；并对其先进性、合理性、可行性、经济性、安全环保性及可操作性进行考虑，定出最佳方案l 选择设备 选择原则：确保优质高效、低耗、安全环保；并注意不同设备之间的密切配合 选择依据：与热处理工艺方法、零件的尺寸及形状、批量大小及表面质量和畸变要求等有关l 确定工艺参数 工艺参数主要依据技术要求及工件等具体情况进行选择。
为工艺编制的核心内容2021/8/223五、热处理工艺编制的步骤2、编制工艺规程l 选择或设计工装 应做到合理、安全、经济、耐用l 确定辅助工序所用的设备和工装 l 进行工艺实验 用以检验工艺方案是否正确、合理、经济、环保可行若不合理，对原工艺、设备及工装加以相应调整l 填写热处理工艺卡片 若工艺方案可行，将工艺方案中的工序、工艺参数等按工序顺序填入工艺卡，所有术语、符号等需遵循国家或行业有关标准l 会签、审批 2021/8/224六、常用热处理工艺文件指导热处理生产的依据 常用热处理工艺文件：工艺卡、工艺守则工艺卡以表格形式将热处理工艺规程表示出来的工艺文件，表述以工序为基本单位，是零件实施热处理工艺的依据 工艺卡一般是针对某一具体零件编制，也可对同一类型不同规格的零件编制一份工艺卡，零件所用材料、工艺参数相同，只是尺寸不同工艺卡分类：专用工艺卡专用某一热处理工艺的专用工艺卡通用工艺卡适用于常用热处理工艺的通用工艺卡2021/8/225六、常用热处理工艺文件指导热处理生产的依据工艺卡内容：见表17-1零件概况；零件简图；加工路线；热处理技术要求；各工序的名称、所用设备及工装型号或编号、工艺参数及简要的操作说明；装炉方式及装炉量；热处理质量检验项目、抽检率；工时定额；签名栏 工艺卡中的热处理是热处理操作必须的，表格要简练、明确、避免发生误解。
作为热处理工艺实施的依据 工艺卡的形式可根据生产条件、零件热处理特点等具体情况制定，不拘一格 工艺卡中零件简图的大小、比例可灵活处理，但线条、尺寸标注按照制图标准绘制2021/8/226六、常用热处理工艺文件工艺守则（操作守则）是热处理工艺操作必须遵守的准则工艺守则内容：见表17-2基本工艺参数、设备、工装、操作要点、安全、卫生注意事项、环保要求、质量标准及质量检验方法等 工艺守则通用性技术文件，是针对一类而非某一具体零件编制的，如弹簧热处理工艺守则、锻模热处理工艺守则等， 工艺守则可按工艺方法编制，如退火工艺守则，气体渗碳、碳氮共渗工艺守则等 辅助工序也需指定相应的工艺守则，如清洗工艺守则、较直工艺守则 当工艺守则与工艺规程不一致时，应以工艺规程为准2021/8/227典型零件热处理p齿轮热处理实例:齿轮类零件的选材 齿轮材料一般选用低、中碳钢或其合金钢，经表面强化处理后，表面强度和硬度高，心部韧性好，工艺性能好，经济上也较合理2021/8/228p1.机床齿轮p 机床变速箱齿轮担负传递动力，改变运动速度和方向的任务工作条件较好，转速中等，载荷不大，工作平稳无强裂冲击因此，一般可选中碳钢(45钢)制造，为了提高淬透性，也可选用中碳合金钢(40Cr钢)。
p 工艺路线为：下料-锻造-正火-粗加工-调质-精加工-轮齿高频淬火及回火-精磨p 冲击载荷小的低速齿轮也可采用HT250、HT350、QT500-5、QT600-2等铸铁制造机床齿轮除选用金属齿轮外, 有的还可改用塑料齿轮，如用聚甲醛(或单体浇铸尼龙)齿轮, 工作时传动平稳, 噪声减少, 长期使用无损坏, 且磨损很小2021/8/229p2. 汽车齿轮p 汽车齿轮主要分装在变速箱和差速器中汽车齿轮受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强度、心部强度以及冲击韧性等，均要求比机床齿轮高一般用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi制造p 渗碳齿轮的工艺路线为：下料-锻造-正火-切削加工-渗碳、淬火及低温回火-喷丸-磨削加工2021/8/230轴类零件材料及选材方法l 材料：经锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢制造（兼顾强度和韧性，同时考虑疲劳抗力）；p一般轴类零件使用碳钢（便宜，有一定综合机械性能、对应力集中敏感性较小），如35、40、45、50钢，经正火、调质或表面淬火热处理改善性能；p载荷较大并要限制轴的外形、尺寸和重量，或轴颈的耐磨性等要求高时采用合金钢，如20Cr、40Cr、40CrNi、20CrMnTi、40MnB等；采用球墨铸铁和高强度灰铸铁作曲轴的材料。
选材原则：根据载荷大小、类型等决定：主要受扭转、弯曲的轴，可不用淬。