《材料成型与控制工程课程设计65Mn刹车弹簧热处理工艺过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料成型与控制工程课程设计65Mn刹车弹簧热处理工艺过程（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、攀枝花学院学生课程设计（论文）题 目： 65Mn刹车弹簧热处理工艺过程 学生姓名： 李云飞 学 号： 201111102033 所在学院： 材料工程学院 专 业： 2011级材料成型及控制工程 班 级： 1班 指导教师： 孙 青 竹 职称： 讲 师 2012年 12月14日攀枝花学院教务处制 攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目65Mn刹车弹簧热处理工艺设计1、课程设计的目的使学生了解、设计65Mn刹车弹簧热处理生产工艺，主要目的：（1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。（2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。（
2、3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）内容：进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。要求：（1）分析生产加工及热处理过程中可能出现的缺陷，针对这些缺陷提出预防措施或补救措施。（2）提交设计说明书（或设计报告），35千字，提交设计
3、说明书。3、主要参考文献1 崔明择主编.工程材料及其热处理M. 北京：机械工业出版社，2009.7.2崔忠析主编.金属学与热处理（第二版）M. 北京：机械工业出版社，2007.53王建安. 金属学与热处理M. 北京：机械工业出版社，19804 中国机械工程学会.热处理手册M. 北京：机械工业出版社，2006.75 范逸明.简明金属热处理工手册M.北京：国防工业出版社，2006.34、课程设计工作进度计划第18周：对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。 第19周：撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师（签字）日期年 月 日教研室意见：年 月 日学生（签字
4、）： 接受任务时间： 年 月 日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称65Mn刹车弹簧热处理工艺设计评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施
5、方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论
6、严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日摘 要本课程设计了65Mn刹车弹簧热处理工艺设计。主要包括淬火、低温回火等过程。在不同阶段，根据需求不同选择恰当方式进行处理，可获得不同的性能要求。65Mn，锰提高淬透性，12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。热处理及冷拔硬化后，强度较高，具有一定的韧性和塑性；在相同表面状态和完全淬透情况下，疲劳极限与合金弹簧相当。关键词：65Mn，淬火，低温回火目 录摘 要1、设计任务61.1设计任务61.2设计的技
7、术要求62、设计方案72.1A65Mn刹车弹簧热处理设计的分析72.1.1工作条件72.1.2失效形式72.1.3性能要求72.2 65Mn材料83、设计说明93.1加工工艺流程93.2具体热处理工艺93.2.1锻造工艺93.2.2 预备热处理工艺103.2.3机械加工123.2.4淬火+低温回火热处理工艺134、分析与讨论155、结束语176、热处理工艺卡片20参 考 文 献211、设计任务1.1设计任务65Mn刹车弹簧热处理工艺过程1.2设计的技术要求65Mn低合金圆钢必须应具备高的弹性极限和高的屈强比，以避免弹簧钢在高载荷下产生永久变形；同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性，使弹性极
8、限大幅度降低；以及良好的表面质量，在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。在热状态下成型的弹簧热成型弹簧钢的热处理工艺。用这种方法成型弹簧钢多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧钢则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。2、设计方案2.1 65Mn刹车弹簧热处理设计的分析2.1.1工作条件 用于冷态金属成型的模具钢称为冷作模具钢，如制造各种冷冲模，冷拉模，冷挤压模的钢种。这类模具工作时的工作温度一般不超过2003002。65Mn钢是我国最常用的冷作模具钢之一，由于其具有
9、硬度高、强度大、热处理时体积变形小等特点，故多用于高负荷、高精度、高寿命的冷变形模具。被广泛用来制造承受负荷大、生产批量大、耐磨性要求高，热处理变形量要求小和形状复杂的零件。2.1.2失效形式 冷模具钢的主要失效形式有过载时效、磨损失效、咬合失效和疲劳失效四种。 过载失效。模具材料本身承载能力不足以抵抗工作载荷(包括随机波动载荷)作用引起的失效，当材料韧性不足易产生脆断和开裂，当强度不足易产生变形和镦粗失效。冷挤压和冷镦模具易产生此类失效。 磨损失效。模具工作部位与被加工材料之间的摩擦损耗，使工作部位(刃口、冲头)形状和尺寸发生变化引起的失效。对工作表面尺寸和质量要求高的冲裁模、挤压模易产生此
10、类失效。 咬合失效。模具工作部位与被加材料在高压力摩擦下，润滑膜破裂发生咬合-被加工材料“冷焊”到模具表面，引起被加工产品表面质量出现划痕等失效。在拉深、弯曲模及冷挤压模中易发生此类失效。多冲疲劳失效。冷作模具承受的载荷都是以一定冲击速度和能量反复作用，其工作状态与小能量多冲疲劳实验相似。由于材料硬度高，多冲疲劳寿命多在10005000次左右，而且裂纹萌生期占绝大部分，疲劳源和裂纹扩展区不明显。多冲疲劳失效常见于重载模具，如冷挤压、冷镦冲头模具。2.1.3性能要求冷冲模具主要用于完成金属或非金属材料的冷态成型，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、挤压模、镦锻模等3。 冲裁模工作部位是刃口，要求工作中刃
11、口不易崩刃，不易变形，不易磨损和不易折断。 弯曲和拉深模用于板材料的成型，工作应力一般不打。拉深模要求工作面保持光洁，不易发生粘附磨损和擦伤；弯曲模初以上要求外，还要求有一定的抗断裂能力。 挤压模和镦锻模主要用于材料体成型，工作应力大，其中挤压模具应力更大。材料在型腔中剧烈变形同时产生热量，模具在反复应力和温度约300环境中工作。要求模具工作时不易变形，不易开裂，不易磨损。 2.2 65Mn材料 锰提高淬透性淬透性，直径12mm的钢材油中可以淬透，表面脱钢倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过敏性和回火脆性。用作小尺寸各种扁、圆弹簧，坐垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、
12、离合器黄片、刹车弹簧及冷拨钢丝令卷弹卷等。热处理范围：3、设计说明3.1加工工艺流程 65Mn刹车弹簧的热加工工艺流程经过许多次改进形成如下的工艺流程: 下料锻造预备热处理退火淬火+低温回火回火消除应力回火。65Mn成分5见表3.1。表3.1 A 的化学成分(质量分数，%)C.SiMnCrNiCu0.620.700.170.370.901.200.25 0.30 0.25成分分析：C 可保证形成大量的合金碳化物，淬火加热时，一部分融入奥氏体中，提高其稳定性，同时也使马氏体中的合金元素含量增加，保证其硬度；而未溶的碳化物则起细化晶粒、提高韧性的作用并提高钢的耐磨性。Si能显著提高钢的弹性极限，抗
13、压强度和抗拉强度，提高钢的耐热性和抗腐蚀性。Mn 提高钢韧性、强度、硬度和耐磨性、耐磨性。提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。锰量增高，降低抗腐蚀能力、焊接性能。锰为弱碳化物形成元素。Cr是主要的合金元素，它使钢的淬透性大大增加，提高其回火稳定性，并产生二次硬化现象。铬与碳形成高硬度的碳化物，加热时未溶的碳化物可细化晶粒、提高钢的耐磨性的作用。Ni 在钢中强化铁素体并细化珠光体，提高强度提高屈服强度，减小钢的缺口敏感性，降低钢的低温脆性转变温度。镍加入钢中还可提高耐酸碱性，对大气以及盐都有抗蚀能力，是不锈钢中的主要元素之一。3.2具体热处理工艺65Mn的热处理包括初期的锻造和预先热处理，以减少碳化物的不均匀分布，为后续淬火、回火提供优良的原始组织。65Mn热处理工艺分析：模具钢原材料一般为锻环形材或棒材，其内容组织中碳化物呈沿晶界网状分布，这种组织如果不经过进一步的锻造加工，使用时裂纹容易沿晶界萌生并扩张，降低模具的承载能力，最终导致模具的早期崩裂。通过锻造和随后的球化退火处理，形成均匀，细小，弥散分布的碳化物，改善模具内部的组织条件，尤其是碳化物分布，为最终热处理准备组织条件，避免局部的应力集中产生热处理开裂，同时有助于提高模具的寿命，解决断裂和龟裂问题。65M
