江苏大学常规热处理课程设计

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1、金属材料学课程设计(常规热处理)齿轮铣刀的热处理工艺设计学院：学生学号：专业班级：学生姓名：指导教师姓名：邵红红纪嘉明142013年7月齿轮铣刀的热处理工艺设计指导老师姓名：邵红红纪嘉明1齿轮铣刀零件图图1齿轮铣刀零件图齿轮铣刀尺寸如表1所示。表1齿轮铣刀的尺寸数据（单位：mm）品种规格DdB14齿轮铣刀M5.5953218.42服役条件及提出的性能要求和技术指标2.1服役条件刀具在切削的主要材料是金属材料，在机床上的切削速度较大，会产生较大的切削热量，刀尖上的温度较高。刀具在切削时，刀尖与工件之间，刀尖与切除的切削之间会产生强烈的摩擦，因此要求刀具

2、必须有高的硬度。一般来说，刀具的硬度越高，耐磨性也越好。刀尖要承受挤压应力和弯曲应力，还要承受不同程度的冲击力，因此刀具必须具备较高的抗弯强度和挤压强度，还应有较高的冲击韧性。同时伴随摩擦还会产生高温，因此刀具必须具备高温硬度和热硬性，特别是高速切削和加工难切削材料时热硬性尤为重要。2.2性能要求（1）高硬度和耐磨性在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。（2）好的耐热性刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高

3、的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。（3）高的强度和好的韧性14在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。2.3技术指标（1）硬度：63～66HRC，600℃时≥50HRC；（2）抗弯强度：3.5～4.0Gpa；（3）冲击韧性：0.3～0.4MJm2。3选材3.1常用材料比较分析通用刀具如铣刀这种较复杂的刀具其制造工艺简单，制造精度相对而言较低。考虑到刀具成本中材料消耗费用所占比重较大，所以

4、常用通用型高速钢制造。可选材料有①W18Cr4V（W18）、②W9Mo3Cr4V、③W14Cr4VMnXt、④W6Mo5Cr4V2（M2）。①W18Cr4V（W18）钢具有低的过热敏感性,可热塑变温度范围宽,抗氧化脱碳能力强,可加工性、可磨削性好;缺点为莱氏体组织粗大,碳化物分布不均匀,导热性、热塑性差,韧性低,比重大,成材率不高。故不优先考虑用钢种制造齿轮铣刀。②W9Mo3Cr4V钢虽然耐热性、热塑性、热处理性能均较好，但其钒的含量相比较①、③、④钢种较低。由于钒是高速钢中提高红硬性的主要元素，是强碳化物形成元素，形成稳定的VC，回火过程中VC以细

5、小弥散质点析出，造成二次硬化，其作用比钨强。高速钢的含钒量增加，红硬性和耐磨性提高，高速钢的切削加工性能也会随之下降。而②钢种含钒量较低，故不优先考虑②钢种制造齿轮铣刀。14③W14Cr4VMnXt钢与W18Cr4V钢相当，但稍微改善了热塑性。由于钼和钨是同族元素，也是碳化物形成元素，在高速钢中的作用也相似。高速钢中经常用钼代替钨，按质量分数计算，1%钼可代替2%的钨。而此钢种中不含钼，使得高速钢的热塑性，红硬性不及其他型号的通用高速钢种，故不优先考虑③钢种制造齿轮铣刀。④W6Mo5Cr4V2（M2）钢是一类新发展的通用高速钢。它属钨钼系高速钢。这类

6、钢兼具有钨系和钼系高速钢的优点。既有较高的红硬性和耐磨性。较小的脱碳倾向与过热敏感性,。同时碳化物较细、分布较均匀。热塑性及韧性较高。由于它便于机械加工。通用性强,。使用寿命高。价格便宜,。因此得到了广泛的应用。W6Mo5Cr4V2（M2）钢种中的含碳量在可选钢种材料的较高为0.80%～0.90%，保证了其他合金元素形成足够的碳化物，在不同的阶段析出或提高硬度，或提高二次硬化效果。其含钼量也在可选钢种材料中最高为4.50%～5.50%，按质量分数计算，1%钼替2%的钨，能提高回火时马氏体分解温度，又能阻碍铁原子的扩散，提高钢的回火稳定性，使高速钢中的

7、马氏体在加热到600~625℃还比较稳定，也使得钢种具有高的红硬性和热塑性，改善了锻造性能。另外含钒量也在可选高速钢种中最高为1.75%～2.20%，红硬性和耐磨性提高，又在较高的含碳量情况下钒的含量也相对提高，形成了各种碳化物。W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢韧性、耐磨性、热塑性均优于综合性能较好的W18Cr4V（W18），而硬度、红硬性、高温硬度与W18Cr4V（W18）相当，因此W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢除用于制造各种类型一般工具外，还可制作大型及热塑成型刀具。由于W6Mo5Cr4V2（M2）钢强度高、耐磨性好，因而又可制作高负荷下耐

8、磨损的零件。综上，④W6Mo5Cr4V2(M2）钢碳化物颗粒细小、分布均匀性好,钢材强度及塑、韧性明显优于其