金工實(shí)習(xí)熱處理實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)習(xí)作業(yè)

周涵材料08-208044230

一．自由鍛與模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。自由鍛特點(diǎn)：

（1）所用的工具、設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性大。（2）金屬流動(dòng)自由。

（3）工藝靈活，鍛件鍛造的范圍大，鍛造的鍛件質(zhì)量可以從幾百克到幾百噸。（4）形狀、尺寸精度低，加工余量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。（5)勞動(dòng)強(qiáng)度大，工人操作技術(shù)要求高。

自由鍛適用于單件、小批量生產(chǎn)，還是大型鍛件的唯一鍛造方法，如大型發(fā)電機(jī)的葉輪主軸、多曲拐軸等。模鍛特點(diǎn)：

(1)生產(chǎn)率較高，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，鍛件成本低。(2)鍛件表面粗糙度小，尺寸精確，加工余量小。(3)可鍛造出形狀復(fù)雜的鍛件。

(4)公差僅為自由鍛件公差的1/3到1/4，材料利用率高。

(5)鍛模設(shè)備投資大，鍛模成本高，每種鍛模只可加工一種鍛件。(6)模鍛件質(zhì)量一般在150kg以下。

模鍛適用于中小型鍛件的成批和大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、機(jī)床和動(dòng)力機(jī)械等工業(yè)，如錐齒輪、葉片電器零件、航空零件等。

二．分析兩個(gè)典型零件所選材料、鍛造生產(chǎn)過(guò)程及影響鍛件質(zhì)量的因素。連桿所選材料：

碳素鋼，合金鋼，稀土鎂球墨鑄鐵。鍛造生產(chǎn)過(guò)程：連桿模鍛可采用整體鍛造或分開鍛造。整體鍛造是把連桿體和連桿蓋作為一個(gè)整體來(lái)模鍛，可以提高材料利用率，但鍛造設(shè)備所需動(dòng)力大，鍛模也復(fù)雜，并且在機(jī)械加工中需要增加將連桿體和連桿蓋切開的工序。分開鍛造是把連桿體和連桿蓋分開模鍛，比整體鍛造簡(jiǎn)單，但材料消耗多，機(jī)械加工時(shí)，結(jié)合面的加工余量也大，兩端平面分別加工后合并，然后進(jìn)行校正，一般情況下，整體鍛造采用較多。

質(zhì)量影響因素：加熱溫度，保溫時(shí)間，冷卻速度，化學(xué)成分的影響，顯微組織的影響，宏觀缺陷的影響，外觀形狀的影響。

螺栓所用材料：大多數(shù)都采用具有較高強(qiáng)度的合金鋼材料制造，如40Cr、35CrMo、40MnB等中碳合金鋼，對(duì)輕型強(qiáng)載柴油機(jī)，還采用18CrNiWA和35CrNiW等高級(jí)合金鋼。

鍛造生產(chǎn)過(guò)程：為提高連桿螺栓的強(qiáng)度，常使用模鍛方法生產(chǎn)，是金屬纖維分布更合理。質(zhì)量影響因素：加熱溫度，化學(xué)成分的影響，顯微組織的影響，尺寸規(guī)格的影響。

三.簡(jiǎn)述砂型鑄造的基本工藝過(guò)程。

制作木模－翻砂造型－熔化－澆注－落砂－去澆冒口清理－檢驗(yàn)入庫(kù)。

四．金屬型鑄造有何優(yōu)越性？為什么金屬型鑄造不能完全取代砂型鑄造？

優(yōu)越性：實(shí)現(xiàn)了一型多鑄，節(jié)約了大量造型材料、工時(shí)和占地面積，提高了生產(chǎn)率，改善了勞動(dòng)條件。金屬型冷卻快，鑄件結(jié)晶組織細(xì)密，力學(xué)性能和致密度高，例如銅、鋁合金鑄件的抗拉強(qiáng)度比砂型鑄造提高了20%以上。鑄件的公差等級(jí)可達(dá)IT14~IT412，表面粗糙度為12.5~6.3，加工余量為0.8~1.6mm，可實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工。

金屬型鑄造成本高、周期長(zhǎng)，不適于小批量生產(chǎn)，不宜鑄造形狀復(fù)雜、大型薄壁件，鑄鐵件易產(chǎn)生白口組織，此外，必須采用機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)行生產(chǎn)，才能改善勞動(dòng)條件，因此無(wú)法完全取代砂型鑄造。

五．什么是壓力鑄造？有何優(yōu)缺點(diǎn)？它的適用范圍如何？在高壓下，將液態(tài)或半液態(tài)金屬高速壓入金屬鑄型，并在高壓下凝固成型的鑄造方法，稱為壓力鑄造。

優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率比其他鑄造方法都高，并易于實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化�？设T出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輪廓清晰的薄壁、深腔、精密鑄件，可直接鑄出各種孔眼、螺紋、齒形、花紋和圖案等，也可壓鑄鑲嵌件，鑄孔的最小直徑為0.7mm，鋁合金鑄件最小壁厚0.5mm。可獲得公差等級(jí)為IT13~IT11，表面粗糙度為3.2~0.8,的鑄件，可實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工。省工、省料、成本低。鑄件強(qiáng)度和表面硬度高，組織細(xì)密，抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件提高25%~40%。

缺點(diǎn)：壓鑄設(shè)備和壓鑄型費(fèi)用高，壓鑄型制造周期長(zhǎng)，只適于大批量生產(chǎn)。因金屬液充型速度高，又在壓力下成型，所以鑄件內(nèi)常有小氣孔，影響鑄件質(zhì)量。適用范圍：壓鑄目前主要用于大批量生產(chǎn)鋁、鎂、鋅、銅等有色合金的中小型鑄件，在汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表、航空、航海、精密儀器、醫(yī)療器械、日用五金及國(guó)防工業(yè)等部門已獲得廣泛應(yīng)用。

六．熱處理的分類和構(gòu)成熱處理的基本要素。

熱處理分為普通熱處理和表面熱處理兩種。熱處理基本要素：加熱、保溫、冷卻。七．普通熱處理有幾種工藝類型？各自的處理方法和用途分別是什么？退火、正火、淬火和回火。退火：將工件加熱到一定溫度并保溫，然后在緩慢冷卻的過(guò)程。提高鋼的塑性，便于成型加工，降低剛的硬度，便于切削加工，細(xì)化晶粒，改善組織，改善機(jī)械性能，消除工件加工后的內(nèi)應(yīng)力。

正火：正火是將鋼件加熱到完全奧氏體區(qū)，保溫一定時(shí)間，從爐中取出在空氣中冷卻的處理方法。提高機(jī)械性能，改善切削性能，為淬火做組織準(zhǔn)備。

淬火：將鋼件加熱到相變溫度以上，保溫后以大于Vk的臨界冷卻速度快速冷卻，以便奧氏體不發(fā)生分解而轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的方法。提高鋼的硬度，增加工件耐磨性，回火：將淬火后的馬氏體組織加熱到Aci以下的某一溫度，經(jīng)保溫后冷卻到室溫，降低淬火鋼的脆性，調(diào)整內(nèi)應(yīng)力和穩(wěn)定淬火鋼的結(jié)晶組織。

八．什么條件下需要對(duì)工件實(shí)施表面熱處理？試述感應(yīng)加熱表面淬火的基本原

理。

一些零件表層承受著比心部高的應(yīng)力，因此零件表層必須得到強(qiáng)化，使其具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞極限。而心部為了承受沖擊載荷應(yīng)保持足夠的塑性和韌性，此時(shí)必須采用表面熱處理。

工件放入感應(yīng)器中，感應(yīng)器中通入一定頻率的交流電以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，于是工件中產(chǎn)生頻率相同，方向相反的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在工件中自成回路，故稱渦流。渦流在表面分布不均，表面密度大，中心密度小，電流頻率越高，渦流集中的表層越薄，此為集膚效應(yīng)，由于鋼件本身有電阻，因此表層迅速被加熱到淬火溫度，而心部仍接近室溫，在噴水快速冷卻后，就達(dá)到了表面熱處理的目的。

九．試述你所見到的主要熱處理設(shè)備的構(gòu)成及主要何種熱處理工藝？

井式爐的結(jié)構(gòu)是：爐身是圓筒形的深井，工件由專用吊車垂直裝入爐內(nèi)加熱，有懸吊裝置，強(qiáng)制通風(fēng)裝置，保溫層，控溫設(shè)備，電阻絲等裝置。

可進(jìn)行氣體滲碳、滲氮、碳氮共滲、光亮退火、低溫回火等熱處理工藝。箱式爐結(jié)構(gòu)：有強(qiáng)制通風(fēng)裝置，保溫層，箱底板，控溫設(shè)備和電阻絲，可進(jìn)行正火，退火，回火等工藝。

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金工實(shí)習(xí)報(bào)告書

第一章熱處理一填空題

1.在加工工序之間進(jìn)行的熱處理稱為（預(yù)備熱處理）,目的是（消除組織缺陷，改善工藝性

能）。最后的熱處理稱為（最終熱處理），目的是（提高材料機(jī)械性能，達(dá)到零件最終要求）

2.箱式爐的主要組成部分有熱電鍋；爐殼；爐門；電阻絲；爐膛；爐門配重。3.調(diào)質(zhì)是（淬火）和（高溫回火）相結(jié)合的熱處理工藝。二問(wèn)答題

1.什么叫熱處理？工件為什么要進(jìn)行熱處理？常用的熱處理方法有哪些？熱處理是將金屬在固態(tài)下進(jìn)行不同的加熱、保溫和冷卻，通過(guò)改變材料的內(nèi)部組織以得到所需性能的一種工藝方法。工件需要熱處理的原因：使原料、毛坯或辦成品消除上一工序加工過(guò)程產(chǎn)生的組織缺陷并改善工藝性能，為后續(xù)工藝的實(shí)施做準(zhǔn)備；使材料的機(jī)械性能提高，達(dá)到零件的做種使用要求。熱處理方法：加熱、保溫、冷卻。

2.什么是淬火？什么是回火？常見淬火缺陷有哪些？

淬火時(shí)將鋼件加熱至780至860攝氏度保溫后快速冷卻的熱處理工序。

回火是把淬火后的工件重新加熱到一定的溫度，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。

常見淬火缺陷：工件各部分冷卻不一致造成大的內(nèi)應(yīng)力；引起嚴(yán)重變形甚至開裂；產(chǎn)生局部淬火硬度不夠。

3.你在鉗工實(shí)習(xí)中做的小錘頭是什么材料？試為其編制熱處理工藝，要求處理后的硬度HRC=50~80。

答：材料是45鋼。工藝：將加熱爐加熱至840攝氏度，將錘頭放入爐中20分鐘，放入20攝氏度水中冷卻。

4.鋼常用的分類方法有哪些?

按照化學(xué)成分分類，按照質(zhì)量分類，按照用途分類。常用熱處理方法退火正火淬火回火表面熱處理

目的均勻組織，細(xì)化晶粒，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，降低工件硬度組織結(jié)構(gòu)較細(xì)，力學(xué)性能”(強(qiáng)度、硬度)也有所提高提高鋼件的硬度和耐磨性減小內(nèi)應(yīng)力和降低脆性，調(diào)整工件的力學(xué)性能提高表層硬度和強(qiáng)度，有良好的塑性和韌性

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