课程设计--螺旋弹簧热处理工艺设计

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1、 课程设计（说明书） 螺旋弹簧热处理工艺设计 3 目录目录 一 热处理工艺课程设计的目的 1 二 设计任务 1 2.1 给定零件 1 2.2 技术要求 2 2.3 选材论证 2 三、工艺流程 3 3.1 60 钢的各类热处理工艺数据. 3 3. 热处理工艺流程 5 3.3 热处理工艺参数设定. 5 四、 工艺曲线 7 五、热处理后检验 7 5.1 热处理后检验方法 7 5.2 热处理规范及操作守则. 9 六、热处理材料组织、性能分析及常见缺陷分析 10 6.1 退火. 10 6. 2 分级淬火 11 6.3 回火 11 七、加热设备 12 八、参考书籍 13 九、心得体会 13 十、热处理工艺

2、卡 14 附表 15 附表 热处理工艺课程设计任务书 16 1 一 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是材控专业热处理方向学生的一次专业课设计练习， 是 热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节，其目的是： 1、培养学生综合运用所学热处理知识去解决工程问题的能力，并使所学知 识得到巩固和发展。 2、 学习热处理工艺课程设计的一般方法， 热处理设备选用和装夹具设计等。 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。 二 设计任务 2.1 给定零件 给定零件为 60 钢螺旋弹簧，如下图所示。 2 2.2 技术要求 硬度：46-48HRc； 工艺

3、路线：退火-成型-等温淬火（或分级淬火）-回火。 2.3 选材论证 2.3.1 弹簧用钢性能要求 弹簧是利用弹性变形吸收能量以缓和振动和冲击， 或依靠弹性储能产生驱动 作用。根据工作要求，弹簧应具有以下性能特点。 1） 高的弹性极限，以保证弹簧具有高的弹性变形能力和弹性承载能力，为 此应具有高的屈服强度。 2） 高的疲劳极限，因为弹簧一般在交变载荷下工作。众所周知，抗拉强度 越高，疲劳极限也越高。另外，表面质量对疲劳极限影响极大，弹簧钢表面不应 有脱碳、裂纹、折叠、斑疤和夹杂等缺陷。 3） 足够的塑性和韧度，以免发生脆断。 2.3.2 弹簧用钢的成分特点 合金弹簧钢的化学成分有如下特点： ）中

4、、高碳钢 为了保证高的弹性极限、疲劳极限及高的强度，弹簧钢的 碳含)量一般为 0.45%0.70% 。 ）加入 Si、Mn 为主的提高淬透性的元素 Si 和 Mn 主要提高淬透性，同 时也提高屈服比，其中以 Si 的作用最突出，但它在热处理时促进表面脱碳，Mn 则使钢易于过热。因此重要用途的弹簧钢，必须加入 Cr、V、W 等元素。 ）此外，弹簧钢的净化对疲劳强度有很大的影响，所以弹簧钢均为优质钢 （P0.04%,S0.04%）或高级优质钢（P0.035%,S0.03%）。 2.3.3 弹簧钢的品种 按生产方法弹簧钢分为热轧钢和冷拉钢。热轧钢包括用来制造螺旋弹簧的 圆钢，方钢和扁钢。冷拉钢包括用

5、于制造较小的螺旋弹簧的冷拉钢丝和用于制造 发条和各种形式的弹簧片的冷轧钢。 3 热轧钢一般截面比较大， 制造弹簧时采用加热成形， 然后经淬火回火处理。 冷拉钢截面尺寸较小，弹簧采用冷态成形制造，成形后或经淬火回火处理，或经 消除应力回火处理。 由于要求加工的弹簧为小截面弹簧，所以选用冷拔钢丝；只有硬度要求的普 通弹簧，采用中高碳优质钢即可；由硬度要求查询表。 中温回火基本都可达到硬度要求，因弹簧钢含碳量一般选用大于或等于 0.6% 的优质，因此材料暂定为 60 钢。 表 2-1 不同回火温度的硬度值 牌号 淬火 回火 温度 / 冷却 介质 硬度 不用温度回火后的硬度值 HRC 150 200

6、300 400 500550 50 830 水或油 59 58 55 50 41 33 26 55 820 水或油 63 63 56 50 45 34 30 60 820 水或油 63 63 56 50 45 34 30 65 800 水或油 63 63 58 50 45 37 32 70 800 水或油 63 63 58 50 45 37 32 三、工艺流程 3.1 60 钢的各类热处理工艺数据 3.1 60 钢的化学成分（质量分数，） 60 钢的化学成分，如表 3-1 所示。 4 表 3-1 60 钢的化学成分（质量分数，%） 元素 含量（） C 0.570.65 Si 0.170.37 Mn 0.500.80 Cr 0.25 Ni 0.30 Cu 0.25 （续表） 3.1.2 60 钢的淬火临界直径 60 钢的淬火临界直径，如表 3-2。