阀门弹簧热处理车间设计说明书

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1、一、综述3二、热处理车间任务3（一）工作条件分析3（二）车间生产纲领3（三）材料的选用4三、热处理工艺设计及主要设备选用4（一）工艺设计4（二）设备选用及数量计算8（三）冷却设备13（四）清理设备14（五）辅助设备14（六）起重运输及自动化设备15四、车间布局16（一）车间在厂区的位置16（二）车间面积及面积指标17（三）布局原则17（四）车间设备布局间距18（五）车间布局图19五、参考文献19一、综述金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成

2、分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。正所谓“工欲善其事,必先利其器”，那么也就必须给热处理一个良好的环境及先进设备，总的来说就是一个设计得当的热处理车间。设计的主要内容整个热处理车间的设计过程。热处理车间生产任务、工作制度及年时基数、工艺设计、热处理设备的选择与计算、车间设备组织与布置、车间动力和辅助材料消耗量计算、热处理的生产安全与环境保护、热处理车间人员定额、热处理车间的建设投资及技术经济指

3、标等方面，对热处理车间进行设计。从热处理技术的现状和水平，掌握其发展趋势，大力发展先进的热处理新技术、新工艺、新材料、新设备，用高新技术改造传统的热处理技术，实现“优质、高效、节能、降耗、无污染、低成本、专业化生产”的方向上设计热处理车间。二、热处理车间任务本设计的任务是设计一间主要生产阀门弹簧的热处理车间。（一）工作条件分析弹簧是一种利用材料弹性特点的机械零件，它的性能和材料的关系十分密切。根据弹簧的工作性能，要求材料必须有充分的弹性，材料的弹性极限要足够高。由于同时很多弹簧工作时承受交变载荷，它的变形量随载荷变化而变化，因此除了要求具有高的弹性外，还要

4、有高的疲劳强度，能经受长时间的交变载荷作用。弹簧的使用范围特别广泛，根据服役条件和工作环境的不同，对弹簧材料还有提出各样的特殊要求。例如要求弹簧材料具有耐蚀性，耐热，耐低温，非磁性级良好的导电性等等。此外还要求材料具备优良的加工性能，总而言之，弹簧材料应具备加工容易，制造方便，性能稳定，价格低廉等特点。其常见缺陷主要为：①硬度不足，弹性低；②脆性大；③变形；④淬火开裂；⑤表面脱碳或元素粗话；⑥表面腐蚀。（二）车间生产纲领所设计的热处理车间的年产量为800吨的阀门弹簧，属于小型热处理车间。（三）材料的选用根据阀门弹簧的服役条件，采用50CrVA弹簧钢是适宜的

5、，该钢具有良好的力学性能和工艺性能，淬透性较高，加入V使钢的晶粒细化，降低过热敏感性，并且无石墨化倾向，提高了强度和韧性，具有高的疲劳强度，屈服比也较高。是一种高级弹簧，用作较大截面的高负荷重要弹簧及工作温度<300℃的阀门弹簧，活塞弹簧和安全阀弹簧。三、热处理工艺设计及主要设备选用（一）工艺设计（1）典型工件名称YI4×44×55×6.0普通圆柱螺旋压缩弹簧外形尺寸如下图所示。所使用材料为50CrVA弹簧钢。（2）加工工艺流程未处理弹簧→预先热处理（正火）→强化处理（淬火+中温回火）→校直→稳定化处理（去应力回火）→热处理完成→强化处理（喷丸强化）。（3

6、）热处理工艺规范1）正火：加热温度850～870℃、保温时间1h，自然冷却。在淬火之前的正火处理，可以减轻淬火加热变形程度。(860±10)℃空冷温度时间1.0h正火选用中温箱式电阻炉。电阻炉是对炉体内的电热元件通电，利用其电阻发热来供热的炉子。中温箱式电阻炉主要用于碳钢、合金钢的退火、正火、回火、固体渗碳等。其操作要点有：a.检查炉内是否有未出炉或遗漏的工件；b.检查设备是否完好，检查控温仪表是否正常，加热是否正常，炉门限位开关是否灵活可靠；c.禁止将带有油、水和冰雪的工件直接装入炉内；d.使用温度不得超过设备的最高工作温度；e.装炉量不得超过允许的最大

7、装炉量；f.装料不可用力投掷，以免砸坏搁砖，炉墙，热电偶和电热元件；g.工件入炉后不得与加热元件触碰；h.工件在炉内，应均匀分布在有效加热区内。2）淬火：采用一次淬火工艺，淬火加热温度为860℃、保温时间0.5～1h。可使零件获得高的硬度和耐磨性，高的接触疲劳寿命和可靠性，高的尺寸稳定性。弹簧的淬火宜在油中冷却，以免变形和开裂。为了减小变形量，除了采用正确的加热和冷却方法外，有时还采用专用淬火夹具进行成形淬火。淬火用油可以选择各种矿物油，如锭子油、变压器油、机械油、柴油和植物油。油的优点是它的沸点比水高，所以对流阶段的开始温度比水高，在马氏体转变温度附近，

8、已进入对流阶段，对减少弹簧的变形开裂有利，而且油温升高会增加它的流