遼寧工業大學
工藝課程設計（**）
題目：9sicr圓板牙(m12)鋼退火-淬火-回火熱處理工藝設計
課程設計（**）任務及評語
院（系）：材料科學與工程學院教研室：材料物理教研室
前言（小二號黑體，段前段後1行，1.25倍行距，居中排列）
合金工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高，按用途大致可分為刃具、模具和檢驗尺寸使用的量具用鋼三類。合金工具鋼廣泛用作刃具、冷、熱變形模具和量具，也可用於製作柴油機燃料幫浦的活塞、閥門、閥座以及燃料閥噴嘴等。（正文小四號宋體，段前段後0.
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此設計是通過在課堂學習熱處理理論知識後的探索和嘗試，其內容討論如何設計圓板牙鋼的熱處理工藝，重點是制定合理的熱處理規程，並按此完成9sicr圓板牙鋼的熱處理工藝設計。
目錄（小二號黑體，段前段後1行，1.25倍行距，居中排列）
1 低合金刃具鋼熱處理工藝概述 1
2 圓板牙鋼的熱處理工藝設計 2
2.1 圓板牙鋼的服役條件、失效形式 2
2.2 圓板牙技術要求及示意圖 2
2.3 圓板牙鋼的材料選擇 4
2.4 圓板牙 9sicr鋼的c曲線 5
2.5 圓板牙9sicr鋼加工工藝流程圖 6
2.6 9sicr圓板牙(m12)鋼退火-淬火-回火熱處理工藝 6
2.7 9sicr圓板牙鋼退火、淬火、回火熱處理工藝理論 11
2.8 選擇裝置、儀表和工夾具 12
2.9 圓板牙熱處理質量檢驗專案、內容及要求 14
2.10 圓板牙熱處理常見缺陷的預防及補救方法 15
3 參考文獻 18
低合金刃具鋼的含碳量一般在0.8%~1.5%，其化學成分特點是高碳低合金化。
低合金刃具鋼一般為過共析鋼，鍛軋和鍛造成毛坯後，先以球化退火作為預先熱處理，以達到消除鍛造應力、降低硬度、便於切削加工的目的，並提供良好的碳化物球化組織。再進行淬火加低溫回火作為最終熱處理，目的是便鋼具有在回火馬氏體基體上均勻分布細粒狀的碳化物組織，以提高刃具的強度、硬度及耐磨性，從而提高刃具的使用壽命。（正文小四號宋體，段前段後0.
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2 圓板牙鋼的熱處理工藝設計（小二號黑體，段前段後1行，1.25倍行距，居中排列）
圓板牙是用來加工外螺紋專用工具。作為刃具必須具有較高的淬透性，保證圓板牙內
1）磨損磨損大都是由於
2）崩刃包括微崩刃、大塊崩刃、掉牙、掉齒等現象。很多崩刃現象的產生是由於切削時切削刃
3）斷裂與破碎切削工具由於承受較大的衝擊或者因為工具本身的脆性較大有時會產生整體
4）被加工工件達不到技術要求在切削過程中，由於工具產生嚴重的磨損或工具的切削刃上有明顯的崩刃現象，這時工具
圓板牙屬於手工切削或低速切削的工，要求齒部有較高的耐磨性，同時齒部不能太脆，因此要有較高的韌性且變形要小，因此不能脫碳。
硬度：60～63hrc。
金相組織：馬氏體針﹤3級，殘留碳化物網≤3級。
尺寸：螺紋中徑應控制在12mm、厚度為14mm、外圓直徑34mm的範圍內。
裝爐量：5件。
圖1 圓板牙平面圖
圖2 圓板牙剖面圖
圓板牙屬於薄刃工具，其刃部所受的衝擊力不大，製造的材料組織中含有均勻分布的
9sicr鋼為常見的合金工具鋼，為過共析低合金工具鋼，其主要化學成分和臨界溫度如下表1和表2所示。
表1 9sicr鋼的化學成分（gb/t 1299—2000）w/%
對於「c」曲線的變化來講，奧氏體晶粒粗大，成分均勻性提高，奧氏體穩定性增加，「c」
圖2 9sicr鋼奧氏體等溫轉變曲線（奧氏體化溫度875℃）
圖3 工藝流程圖
製造9sicr圓板牙（m12）採用的熱處理工藝包括預備熱處理德球化退火和最終熱處
製造圓板牙的毛坯要經過鍛造後獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形，以獲得具有一定機械效能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方
圖5 鍛造工藝曲線
查閱《熱處理工藝規範資料手冊》可以找出9sicr鋼的鍛造工藝的加熱溫度、始鍛溫度冷卻方式，本設計具體的鍛造工藝引數如表3所示。
表3 9sicr鋼的熱加鍛造工藝規範
圓板牙屬於低合金刃具鋼。低合金刃具鋼的預先熱處理是球化退火，目的是降低硬度，改善鍛造組織和切削加效能，為最終熱處理作組織準備。9sicr圓板牙球化退火前的組織要求是細片狀珠光體，經等溫球化退火後為球狀珠光體，其經淬-回火後的力學效能與原始組織為片狀珠光體相比，在強度、硬度相同情況下，其塑韌性都要高，且對淬火溫度的敏感性也相對較小。
圖6 9sicr等溫球化退火工藝曲線
2.6.3 淬火工藝曲線
本設計採用等溫淬火。因為等溫淬火除了有消除內應力、提高力學效能和耐磨性等作用外，還可使組織應力和熱應力減至最小，並大大減少工件的變形，適合要求變形小、形狀複雜的刃具，所以對圓板牙這類要求變形較高的工件，宜採用等溫淬火工藝。
圖7 9sicr等溫淬火工藝曲線
2.6.3 低溫回火工藝曲線
由於鋼中 cr、si的加入，提高了9sicr圓板牙鋼的回火穩定性，因此可採用低溫回火。
圖8 9sicr回火工藝曲線
將組織偏離平衡狀態的金屬或合金加熱到適當的溫度，保溫一定時間，然後緩慢冷卻
把鋼加熱到臨界點ac1或ac3以上一定溫度，保溫一定時間，然後以大於臨界淬火速度的速度冷卻，使過冷奧氏體轉變為馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火方法
回火是指將淬火鋼加熱到臨界點a1以下某一溫度，保溫一定時間，使淬火組織轉變為
加熱爐為主要的裝置。按工作介質分：空氣爐、鹽浴爐、保護氣氛爐、流動離子爐、
圖9 插入式電極鹽浴爐結構
圖10 埋入式電極鹽浴爐結構
熱處理中溫度是乙個很重要的引數，實現精確的測量與控制，對提高熱處理質量十分
圓板牙的特點是厚度與直徑相比顯得薄，淬火時內孔易漲大，除了用等溫淬火來消除具加熱。
圖11 淬火掛（吊）具
課程設計說明書
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