工艺课程设计 课程设计(文)
设计（文）题目HT250支座铸造热处理复合工艺设计
学院名称 材料化学化工学院
专业名称 材料科学工程
学生姓名
学生学号
课教师
设计（文）成绩
教务处 制
2016年 6 月 26 日
目录
前言 5
HT250支座铸造热处理复合工艺设计务书 6
1 HT250支座工艺分析 7
11 支座零件图 7
12 工艺分析 7
2 铸造工艺方案确定 8
21 铸造方法选择 8
22 造型造芯方法选择 9
23 凝固原浇注位置确定 9
24 分型面选择 11
241分型方案 12
242较分析方案优缺点 12
243确定佳分型面 13
3 铸造工艺参数确定 13
31 铸件尺寸公差 13
32 机械加工余量 13
33 铸出孔槽 14
34 起模斜度 14
35 铸造收缩率 14
4 砂芯设计 15
41 芯头设计 15
42 砂箱中铸件数量确定 15
43 砂芯数量确定 15
5 浇注系统设计 16
51 浇注系统类型选择 16
53决定直浇道位置高度 17
54 浇注系统设计计算 18
541 铸件重量 18
542 金属液总质量 G 19
543 浇注时间t确定 19
544 流量数 u 19
545 均静压头 Hp 20
546 铸铁件浇注系统截面积 20
547确定浇口 20
548计算浇道截面积 21
549计算横浇道截面积 21
5410计算直浇道截面积 22
5411 浇口杯设计 23
5412 工艺出品率校核 23
6 口设计 24
61 铸铁件口工艺设计条件 24
62 口计算方法 24
63 口尺寸确定 24
7 排气设计 24
71 砂型排气 24
72 砂芯排气 25
8 铸造工艺图铸件图绘制 25
9 铸造质量控制 26
91 铸造缺陷分析防止措施 26
92 铸件质量检查 27
10 铸造工艺卡拟定 28
11 铸铁件热处理种类 29
111 常见热处理 29
112 次设计热处理方式 32
113 铸铁件时效处理工艺曲线 33
114 热处理组织性 33
12 热处理检验工作 34
121 质量检验 34
122 化学成分检验 35
13 误差分析预防措施 36
131 淬火回火缺陷分析防止补救措施 36
14 总结 38
15参考文献 39
前言
设计支座零件进行铸造毛坯工艺设计根零件条件结构特点生产批量结合工厂现设备等进行铸造工艺分析确定铸造方法造型造芯方法 凝固原浇注位置 分型面 砂箱中铸件数量 砂芯数量等完成砂芯浇注系统相关工装设备等设计进行铸件质量控制分析制定检验求铸造机械般造型方法分类惯分普通砂型铸造特种铸造普通砂型铸造包括湿砂型干砂型化学硬化砂型铸造三类特种铸造造型材料分两类：类天然矿产砂石作造型材料熔模铸造壳型铸造负压铸造泥型铸造实型铸造陶瓷型铸造等类金属作铸型材料金属型铸造离心铸造连续铸造压力铸造低压铸造等
HT250支座铸造热处理复合工艺设计务书
学 院
材料化学化工学院
专 业
材料科学工程
学 生 姓 名
余圣圣
班 级 学 号
201302040515
课程设计题目
HT250支座铸造热处理复合工艺设计
设计务：
1 铸件结构分析选材
2 铸造工艺方案拟定
3 铸造工艺参数确定
4 浇注系统设置
5 CAD 出图绘制零件图 1 张铸造工艺图 1 张铸件图 1 张绘制
6 铸造工艺卡拟定
7 工艺设计中特殊问题证
8进行 HT150 支撑台加工路线中关热处理工序热处理辅助工序设计
9根性求选定满足该性求热处理方法制定工艺参数
10画出热处理工艺曲线图
设计进度安排：
1 6月20号23号：定题目进行认真分析查阅相关文献资料做原始记录
2 6月24号25号：撰写课程设计说明书进行检查修改完善设计说明书
3 6月26号：进步作出修改调整印装订交
HT250支座铸造热处理复合工艺设计
1 HT250支座工艺分析
11 支座零件图
图1 HT250支座零件图
12 工艺分析
支座支承容器设备重量固定定位置支承部件承受操作时振动震载荷室外塔器承受风载荷支座零件图图1示支座三维图图2示机架铸件中心轴称轴尺寸50mm空心圆柱长200mm两边两凸台凸台中尺寸Φ15空心圆柱两空心圆柱线间距离145mm凸台高30mm表面粗糙度125支架120mm底面表面粗糙度125顶面表面粗糙度63支架圆Φ80mm该件材质 HT250收缩较时加灰铁铸件石墨化膨胀形成缩松缩孔倾较设计口进行补缩该件材质HT250收缩较时加灰铁铸件石墨化膨胀形成缩松缩孔倾较设计口进行补缩 材料 HT250满足零件求适砂型铸造
2 铸造工艺方案确定
21 铸造方法选择
铸型型体构成材料分砂型金属型熔模型压力型陶瓷型快速成型 RP 技术等种铸型均获种需形状轮廓尺寸铸件
砂型型体材料特点分干型湿型硬型水泥砂型液态砂型等通常情况中型铸件应选湿型成低生产率高易机械动化
图2砂型铸造生产工序流程
支座零件具腔空圆角凸台锥角形状复杂表面特殊求零件轮廓尺寸200mm零件较复杂应选砂型铸造成型采单件批量生产中型铸件量选择湿型铸件铸型种类湿砂图2 砂型铸造生产工序流程
型铸造模样芯盒
炉料准备
金属熔炼
合型浇注
铸件检验
落砂
清理
型砂配置
芯砂配置
造芯
砂芯干燥
型砂干燥
造型
铸件热处理
铸件
22 造型造芯方法选择
铸件截面端部分面分砂箱接触面模样全部放砂箱中造型支座回转体中截面端部分面铸造采手工整模造型
23 凝固原浇注位置确定
凝固原： 铸件材质 HT250 收缩较 利成型获优质铸件采时凝固
浇注位置：浇注位置确定铸件质量铸造工艺均影响通常需根铸件技术求先找出铸件质量求高部分（加工面受力面）易产生缺陷部分（厚壁处面薄壁处） 考虑浇注位置符合铸件凝固方式保证铸型填充置利位置保证铸件质量时注意原：
1） 重表面原 铸件重加工面者工作面应放铸型面做该表面置铸型侧面倾斜放置进行浇注铸件面均求时应较面放面采加加工余量等措施保证质量
2）薄表面原 铸件面积直表面薄壁部分浇注时应
放铸件部 量薄壁垂直倾斜浇注 免出现浇足 冷隔等缺陷
3）厚断面处原 型铸钢阀体铸钢双排齿轮起重机卷筒
等铸件壁厚均匀铸钢体收缩率较确定浇注位置时应序凝固原出发厚部分放面者侧面便放置口冷铁造成序凝固条件利补缩防止缩孔缩松
4）型芯设置稳定原 确定浇注位置时应量减少铸件型芯数量便造芯芯芯盒制作时应利型芯定位稳固排气检验方便
次设计中支座工作中承受载荷起支撑作面受力较应宽重面方原避免出现浇注足隔冷等缺陷
应支撑台水浇注两端加工面处侧立位置便保证铸件质量精度利型芯稳固排气落砂检验
24 分型面选择
分型面指砂型接触面铸造模样分合面分型面选择应保证铸件质量前提量简化工艺程尤质量求高支架类外形复杂批铸件优先选择分型面时应遵循原：
1）分型面截面处原分型面般应选铸件截面处保
证铸型中取出模样易损坏铸型应注意消垂直分型面方飞边毛刺错箱
2） 分型面少直原 简化造型工艺 提高铸件尺寸精度生产效率应量减少分型面活块数目量做分型面
3）铸件全部放型原 制作工艺方案时应铸件重加工面
部分加工面者加工基准面均放砂箱 应放砂箱利型芯安放检验保证铸件尺寸精度减少铸件飞边毛刺错箱等缺陷
4） 利浇口引入原 分型面选择应考虑浇口引入位置合箱浇注位置致模样砂箱致高避免合箱翻转损坏砂型型腔
241分型方案
图3 分型方案图
1）支架底面分型面
2）凸台分型面
3）110mm称中心线分型面
4）直径50mm孔轴线分型面
242较分析方案优缺点
第种：遵守分型面少原分型面数量仅少铸件全部放型仅便型芯安检验型高度变低便合箱检验壁厚利起模翻箱操作顶面粗糙度求63面方保证表面粗糙度凸台厚端面放置实现序凝固分型面面时便起模
第二种：利起模翻箱操作面应该方易保证质量
第三种：分模两箱容易产生错箱影响铸件精度
第四种：采Φ50孔轴线分型面容易产生错箱影响铸件精度顶面侧放保证粗糙度求选凸台时候活快便起模薄壁处易出现浇注足冷隔等缺陷利补缩
243确定佳分型面
通分析出第种方案更合理
3 铸造工艺参数确定
31 铸件尺寸公差
查表214[1]批量生产砂型铸灰铸铁尺寸公差等级CT15～CT13MA配套关系（CT15～CT13）H选取CT14H单侧加工余量80mm双侧加工时侧加工余量60mm
32 机械加工余量
机械加工余量指铸件需加工表面拟定方案时加尺寸量取决逐渐种类尺寸生产批量加工表面质量求浇注位置等素
根表 215 中160～250mm 双侧切削加工 支座铸件两侧面加工余量 75mm
33 铸出孔槽
般说较孔槽等应该铸出便节约金属加工工时时避免铸件局部厚造成热节提高铸件质量较孔槽铸件壁厚易铸出孔直接加工反方便根零件生产批量金属成形工艺设计查表 222 ：铸出孔直径尺寸 15～30mm零件 8 孔需铸出机械加工较济方便
34 起模斜度
根零件尺寸表218[1]查出起模斜度1°
35 铸造收缩率
铸造收缩率称铸件线收缩率 模样铸件长度差模样长度百分表示：
K[（L1L2）L1]×100％
中K—铸造收缩率 L1—模样长度 L2—铸件长度
零件受阻收缩率金属成形工艺设计查表 213 ：中型铸铁件收缩率 08～10阻碍收缩率 09～11
4 砂芯设计
41 芯头设计
砂芯芯头固定砂型垂直芯头保证轴线垂直牢固固定砂型必须足够芯头尺寸
表 1 垂直型芯头高度芯头芯座配合间隙（JBT510691）(mm)
L
砂型类
D
≦25
>40～63
S
h
S
h
>100～160
湿型
02
20～25
≦100
湿型
03
25～30
42 砂箱中铸件数量确定
该件批量生产机器湿砂造型便操作保证质量箱放置件铸件
43 砂芯数量确定
根铸件结构已选定分型面芯子
5 浇注系统设计
浇注系统指砂型中引导金属液流入行腔通道般浇口杯直浇杯横通道等组成浇口杯承接金属液进入横浇道分配浇道流入型腔浇道形状截面均影响铸件质量
51 浇注系统类型选择
浇注系统分封闭式浇注系统开放式浇注系统半封闭式浇注系统封闭开放式浇注系统封闭式浇注系统控流截面积浇道浇注开始金属液容易充满浇注系统呈压流动状态挡渣力强充型速度快刷力易产生喷溅金属液易氧化适湿型铸件件支座采湿型铸件件选择封闭式浇注系统
图3 HT250支座中间注入式浇注系统
52确定浇道铸件位置数目金属引入方
支座结构较简单型件铸造时采取箱四件铸件浇道方便造型浇道开设分型面铸件采底座铸件全部位箱方式进行铸造样铸件凝固序凝固样利支座重部分先凝固补缩浇道设置底部侧面引入金属液图4示
图4 浇道位置示意图
53决定直浇道位置高度
实践证明直浇道低充型液态补缩压力足容易出现铸件棱角轮廓清晰浇表面缩凹等缺陷初步设计直浇道高度等砂箱高度200mm应检验该高度否足够
检验剩余压力头应满足压力角求式列：
式中 HM——剩余压力头
L——直浇道中心铸件高远点水投影距离
a——压力角
铸造工艺学查表3411：а9～10 取10
铸件全部位箱剩余压力头HM等箱高度200mm
验证剩余压力头满足压力角求
54 浇注系统设计计算
该件属形状简单型铸件采验法计算出该浇注系统浇注时间浇道截面积浇注系统组元断面尺寸校核压力头
541 铸件重量
铸件基尺寸（包括加工余量）计算出铸件体积铸件质量计算公式：
式中 m—铸件质量（g）
—金属材料密度般铸件取 72
V—铸件体积（）
根铸件图计算单铸件体积
太复杂铸件根公式计算
72×89283643kg
S（110×30+200×110+200×30）×2314×75×75×4314×25×25×2+（314×15+314×50）×30+110×90×2+30×90×2+110×30926
542 金属液总质量 G
根铸件质量生产类型选择铸件浇注系统占质量百分 20 金属液总质量
Gm×（1+20）643×12772kg
543 浇注时间t确定
确定 10t 类铸件浇注时间常公式：
t—浇注时间单位s
G—包括口铸件总质量单位kg
—铸件壁厚单位mm
S1—系数普通灰铸铁般取 20
544 流量数 u
根铸型种类阻力流量数 u 取 05
545 均静压头 Hp
均静压头计算公式：
Hp：均计算静压头
Ho：阻流截面金属压力头
C：铸件（型腔）总高度
P：阻流型腔高度
546 铸铁件浇注系统截面积
奥赞公式法： 该方法利力学公式先求出浇注系统横截面积根工艺条件浇注系统组元截面例确定横截面积 铸铁件浇注系统横截面积计算公式：
547确定浇口
浇口铸造实手册查表1458：
∑S直：∑S横：∑S14：12：1
548计算浇道截面积
浇道控制充型速度方分配金属液调节铸件部位温度凝固序浇注系统金属液通浇道铸件定补缩作设计浇口四S6538≈082cm²浇道形状取梯形断面形状图5示：
图5 浇道截面示意图
梯形断面铸造实手册查表1475：
a7mm b5mm c7mm
549计算横浇道截面积
横浇道功浇道分配洁净金属液储留初浇入含气渣污低温金属液阻留渣滓金属液流稳减少产生氧化夹杂物
设计横浇口两S横653*122392cm²
横浇道形状取梯形断面形状图6示：
图6 横浇道截面示意图
梯形断面铸造实手册查表1475：
A15mm B10mm C16mm
5410计算直浇道截面积
直浇道功浇口杯引导金属液进入横浇道浇道直接进入型腔提供足够压力头金属液重力作克服种流动阻力充型设计直浇口S直653*14914cm²
直浇道形状取圆形截面形状图7示：
图7 直浇道截面示意图
圆形断面铸造实手册查表1475：D25mm
5411 浇口杯设计
浇口杯接纳浇包金属液流 铸件典型支座类铸铁件保证足够压力头方便浇注操作该件较压力头足够单独放置浇口杯 手工造型程中手工型直浇道端挖出简易普通漏斗形浇口杯
5412 工艺出品率校核
生产工艺确定应量生产实践总结出铸件工艺出品率成品率校核衡量工艺出品率太低时说明设计工艺合理应工艺进行调整优化 铸件合格前提 应量提高工艺出品率[3]中表3149查灰铁件单件批生产工艺出品率 65～75
工艺出品率{铸件质量 （ 铸件质量+口质量+浇注系统质量）}×100
6 口设计
61 铸铁件口工艺设计条件
铸件冷模数 M求铸件 铸件太薄（M<1） 初始膨胀已消耗压力 铁水反馈浇注系统中 形成效膨胀力释放
62 口计算方法
口计算方法常模数法例法补缩液量法
63 口尺寸确定
口铸型储存金属液空腔铸件形成时补金属防止缩孔缩松排气集渣作般型壁厚均匀铸件设置口
7 排气设计
铸件浇注程中型腔中会产生气体果时排出会产生气孔铸造缺陷应合理设计排气系统
71 砂型排气
加强铸型排气箱造完型表面￠45 气眼针扎干暗气眼气眼距铸型型腔距离1020mm
72 砂芯排气
砂芯水砂芯箱芯头处扎出 23 ￠45 明气眼气体排出增加透气性砂箱开设出气孔
8 铸造工艺图铸件图绘制
图8 HT250支座铸造工艺图
图9 HT250支座铸件图
9 铸造质量控制
91 铸造缺陷分析防止措施
铸件常见铸件缺陷分析防止措施：
1) 气孔
采湿型砂发气量较简化操作提高工艺出品率未设置出气口浇注工艺出现气孔
防止措施：严格控制型砂含水量浇注温度湿型砂发气量较出现气孔严格控制型砂水分砂型适扎气孔提高铸型排气体力
2) 粘砂
湿型造型铸件表面金属氧化氧化物造型材料作生成低熔点化合物浇注时金属液渗入砂粒间隙
防止措施：保证足够透气性前提选粒度细原砂提高砂型紧实度
3) 错型
机器造型精度够工艺装备合适容易造成错型 防止措施 加强操作者专业技责心培训教育工作程中严格执行工艺
92 铸件质量检查
落砂清理铸件应进行质量检验铸件质量包括外观质量质量质量铸件均须进行外观质量检查重铸件须进行质量质量检查
铸件检查容：
1) 理化检验：熔炼炉次核化学成分机械性
2) 外观检查：铸件表面残砂必须清口浇口规定磨
3) 尺寸检查：铸件进行划线
10 铸造工艺卡拟定
表2 HT250支座铸造工艺卡
铸件名称
材料牌号
生产类型
毛坯质量
支座
HT250
批量
643kg
造
型
造型方法
湿砂型铸造两箱整模造型
砂箱
部
尺寸
规
长
宽
高
紧固方法
箱
200
110
120
压铁紧固600kg
箱
200
110
120
浇口
尺寸
mm
浇道数量
长
宽
高
截面积
横浇道2
15
10
16
392
浇道4
7
5
7
82
11 铸铁件热处理种类
111 常见热处理
1 退火
1) 应力退火
消铸件残余应力稳定尺寸减少消切削加工产生畸变需铸件进行应力退火
应力退火温度确定必须考虑铸铁化学成分普通灰铸铁温度起550℃时发生部分渗碳体石墨化粒化强度硬度降低含合金元素时渗碳体开始分解温度提高650℃左右
通常普通灰铸铁应力退火温度550℃宜低合金灰铸铁600℃高合金灰铸铁提高650℃加热速度般选60～120℃h保温时间决定加热温度铸件结构复杂程度消应力程度求 铸件应力退火冷速度必须缓慢免产生二次残余应力冷速度般控制20～40℃h冷200～150℃出炉空冷
2) 石墨化退火
灰铸铁件进行石墨化退火降低硬度改善加工性提高铸铁塑性韧性
铸件中存晶渗碳体数量时进行低温石墨化退火铸件中晶渗碳体数量较时须进行高温石墨化退火
低温石墨化退火铸铁低温退火时会出现析渗碳体石墨化粒化铸件硬度降低塑性增加灰铸铁低温石墨化退火工艺铸件加热稍低Ac1限温度保温段时间析渗碳体分解然炉冷
高温石墨化退火高温石墨化退火工艺铸件加热高Ac1限温度铸铁中渗碳体分解奥氏体石墨保温段时间根求基体组织方式进行冷
2 正火
灰铸铁正火目提高铸件强度硬度耐磨性作表面淬火预备热处理改善基体组织般正火铸件加热Ac限+30～50℃原始组织转变奥氏体保温段时间出炉空冷形状复杂较重铸件正火处理需进行消应力退火铸铁原始组织中存量渗碳体必须先加热Ac1限+50～100℃温度先进行高温石墨化消渗碳体正火温度范围温度愈高硬度愈高求正火铸铁具较高硬度耐磨性时选择加热温度限
正火冷速度影响铁素体析出量硬度产生影响冷速愈析出铁素体数量愈少硬度愈高采控制冷速度方法）（空冷风冷雾冷）达调整铸铁硬度目
3 淬火回火
1) 淬火
铸铁淬火工艺铸件加热Ac1限+30～50℃温度般取850～900℃组织转变成奥氏体温度保温增加碳奥氏体中溶解度然进行淬火通常采油淬
形状复杂型铸件应缓慢加热必时500～650℃预热避免均匀加热造成开裂
奥氏体化温度升高淬火硬度越高高奥氏体化温度增加铸铁变形开裂危险产生较残留奥氏体硬度降
灰铸铁淬透性石墨形状分布化学成分奥氏体晶粒度关
石墨铸铁导热性降低淬透性降石墨越粗越种影响越
2) 回火
避免石墨化回火温度般应低550℃回火保温时间t[铸件厚度（mm）25]+1（h）计算
3) 等温淬火
减淬火变形提高铸件综合力学性凸轮齿轮缸套等零件常采等温淬火等温淬火加热温度保温时间常规淬火工艺相
112 次设计热处理方式
灰铸铁铸件般需进行热处理通常灰口铸铁进行热处理目减少铸件中应力消薄壁铸件铸件薄断面部分白口组织提高铸件工作表面硬度耐磨性等常热处理方法时效处理降低硬度退火正火表面淬火
灰铁铸件采时效处理目消铸件冷凝固程中产生应力防止铸件续工序中应力引起变形裂纹
然时效铸件机械加工前放置六十八月左右应力行消法缺点时间长效果差目前少应
工时效称低温退火清砂铸件送入100200℃炉中炉升温500600℃保温较长时间（般4—10时）2030℃时冷速度缓慢冷200℃出炉空冷消应力
113 铸铁件时效处理工艺曲线
图10 时效热处理工艺图
114 热处理组织性
时效强化组织P+G珠光体数量越抗拉强度硬度越高石墨强度塑性韧性极低铸铁中相裂缝孔洞破坏基体金属连续性时容易造成应力集中灰铸铁抗拉强度塑性韧性明显低碳钢石墨片数量越尺寸越分布越均匀基体割裂作越严重石墨片细尤相互连接时会承载面积显著降石墨片长度应003～025mm宜石墨存灰铸铁铸造性减摩性减振性切削加工性高碳钢缺口敏感性较低灰铸铁硬度抗压强度取决基体组织石墨存基关灰铸铁抗压强度约抗拉强度3～4倍
灰铸铁热处理常消铸件应力稳定尺寸消铸件白口组织改善切削加工性提高铸件表面硬度耐磨性
12 热处理检验工作
121 质量检验
1 外观检验
零件热处理需零件外观质量进行检验外观质量检验容：遗留缺陷表面损伤表面氧化等外观检验目测
2 硬度检验
硬度金属盒合金力学性项重指标常做零件设计中选材确定工艺程非常重时鉴定热处理工艺质量重手段包括布氏硬度检验洛氏硬度检验维氏硬度检验
洛氏硬度规定钢球锥角120º金刚石压头先施加预载荷P1施加载荷P压头垂直压入试样表面然出P1保持P情况测出P1产生残余压入深度测定压入深度作洛氏硬度值
3 变形检测开裂检测
1) 变形检测
零件热处理应力作避免产生程度变形种零件热处理工序应出允许变形量检验判断否合格避免合格流入道工序合格零件设法校正
2) 开裂检验
目测法：肉眼低倍[（1015）×]放镜观察浸蚀截面
4 金相检验
金相检验指渗层淬火层心部等金相组织等级求检验淬火马氏体等级晶粒度等级残余奥氏体数量游离铁素体等金相检验热处理质量检验质量分析缺少重手段
122 化学成分检验
1) 火花检验
操作规程检验方法：
（1）火花检验工作场应明暗适中太亮太暗白天应室光线太明亮处夜晚应稍暗灯光操作
（2）操作时注意手感压力适中注意手感力观察火花结合起
（3）观察火花特征标样进行校核鉴钢中含碳量常见合金元素
2) 光谱分析
光谱分析法速度快灵敏度高生产现场手提式型光谱分析仪
13 误差分析预防措施
131 淬火回火缺陷分析防止补救措施
1 氧化脱碳
钢件加热时介质氧水CO2等钢件表层铁碳发生反应会发生氧化脱碳钢件形成氧化皮会造成钢件淬火软点效尺寸减严重时会造成零件报废脱碳严重时易造成淬火裂纹外造成淬火件硬度足耐磨性抗疲劳性降
防止零件氧化脱碳盐浴炉控制气氛炉加热采防氧化脱碳措施加预防
2 热烧
钢件进行奥氏体化加热时果加热温度高加热时间长便会引起奥氏体晶粒长变粗生成马氏体粗化热热零件容易产生淬火裂纹生成马氏体中存量微裂纹种马氏体裂纹会发展成淬火裂纹果加热温度更高钢奥氏体晶粒进步粗化产生晶界氧化晶界熔化烧产生烧零件性急剧降低
产生热缺陷零件先进行次细化组织正火退火然正常工艺规范重新淬火产生烧零件法挽救报废
3 淬火变形
淬火变形指零件加热冷程中出现尺寸变化（伸长缩短变粗变细等原零件呈相似形变化）形状变化（翘曲弯曲扭曲等原零件呈非相似形变化）
防止变形应采取措施：
①容易变形零件细长轴薄状零件等应淬火前预先进行应力退火
②减质量效应形状效应加热时应缓慢均匀奥氏体化加热前进行预热
③防止零件重变形装炉时应注意支撑悬挂装吊方式支撑跨度超零件直径3倍宜装吊具时应先校正吊具零件装吊适活动余切忌外力做强制性装卡
④冷时正确选择淬火冷方式根钢号零件形状尺寸批量技术求采等温分级热介质预冷双介质淬火等冷方式
⑤截面变化较零件某孔堵死某部位开工艺孔薄壁部位石棉包裹截面均匀化易变形侧捆绑加强筋机加工时预留加强筋淬火
4 淬火裂纹
淬火裂纹零件进入淬火冷程中产生裂纹种裂纹进入介质温度降Ms点发生零件奥氏体化温度急冷时发生收缩Ms点相反发生膨胀裂纹产生
改进措施：合理设计零件形状尖锐角改成圆角壁厚相差部分连成整体改成组合体等零件淬水产生裂纹时应改冷速度较缓淬火介质进步提高冷速度需进行淬火处理钢起杂质含量超规定标准
14 总结
次铸造工艺课程设计历时周第次进行独立进行工艺设计设计中设计思想保证铸件质量前提量采取合理工艺先进分析方法消种缺陷考虑工艺出品率提高考虑生产安全性济合理性铸造工艺理学中铸造理解限遇关专业实际应仅限书例题理局部计算次课程实际接触铸造生产程中工艺设计辅助结构计算
通次设计训练受益匪浅仅深层次学铸造知识掌握铸造工艺设计流程提高分析力独立思考力解决问题力专业素质进步锻炼提升继续学指导方时通课程设计树立正确设计思想培养实事求严肃认真高度负责态度
特感谢X老师X老师指导支持帮助渊博知识丰富验学榜样时感谢次设计中帮助学
15参考文献
[1] 戴起勋金属材料学化学工业出版社2009
[2] 王爱珍金属成形工艺设计北京航空航天学出版社2009
[3] 王文清李魁盛铸造工艺学机械工业出版社2013
[4] 王兴金属学热处理原理工艺哈尔滨工业学出版社2011
[5]蔡启舟 吴树森铸造合金原理熔炼化学工业出版社2010
[6]弗兰卡(德) 铸造实手册[M] 冶金工业出版社 2014
学生学心
通次课程设计学会支座零件进行铸造热处理设计铸造工艺学中较抽象难理解知识点通次课程设计更掌握理解
次次课程设计中CAD绘图软件学课程次拾起然容忘记参课次需绘制三幅图做出解释时存学高数课工程制图课什疑惑
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诚信承诺
郑重声明呈交课程报告指导教师指导进行研究工作取研究成果知文中特加标注方外文中包含已发表撰写研究成果工作学文研究做贡献均已报告中作明确说明表示谢意
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工艺课程设计 课程设计(文)
设计（文）题目HT250支座铸造热处理复合工艺设计
学院名称 材料化学化工学院
专业名称 材料科学工程
学生姓名
学生学号
课教师
设计（文）成绩
教务处 制
2016年 6 月 26 日
目录
前言 5
HT250支座铸造热处理复合工艺设计务书 6
1 HT250支座工艺分析 7
11 支座零件图 7
12 工艺分析 7
2 铸造工艺方案确定 8
21 铸造方法选择 8
22 造型造芯方法选择 9
23 凝固原浇注位置确定 9
24 分型面选择 11
241分型方案 12
242较分析方案优缺点 12
243确定佳分型面 13
3 铸造工艺参数确定 13
31 铸件尺寸公差 13
32 机械加工余量 13
33 铸出孔槽 14
34 起模斜度 14
35 铸造收缩率 14
4 砂芯设计 15
41 芯头设计 15
42 砂箱中铸件数量确定 15
43 砂芯数量确定 15
5 浇注系统设计 16
51 浇注系统类型选择 16
53决定直浇道位置高度 17
54 浇注系统设计计算 18
541 铸件重量 18
542 金属液总质量 G 19
543 浇注时间t确定 19
544 流量数 u 19
545 均静压头 Hp 20
546 铸铁件浇注系统截面积 20
547确定浇口 20
548计算浇道截面积 21
549计算横浇道截面积 21
5410计算直浇道截面积 22
5411 浇口杯设计 23
5412 工艺出品率校核 23
6 口设计 24
61 铸铁件口工艺设计条件 24
62 口计算方法 24
63 口尺寸确定 24
7 排气设计 24
71 砂型排气 24
72 砂芯排气 25
8 铸造工艺图铸件图绘制 25
9 铸造质量控制 26
91 铸造缺陷分析防止措施 26
92 铸件质量检查 27
10 铸造工艺卡拟定 28
11 铸铁件热处理种类 29
111 常见热处理 29
112 次设计热处理方式 32
113 铸铁件时效处理工艺曲线 33
114 热处理组织性 33
12 热处理检验工作 34
121 质量检验 34
122 化学成分检验 35
13 误差分析预防措施 36
131 淬火回火缺陷分析防止补救措施 36
14 总结 38
15参考文献 39
前言
设计支座零件进行铸造毛坯工艺设计根零件条件结构特点生产批量结合工厂现设备等进行铸造工艺分析确定铸造方法造型造芯方法 凝固原浇注位置 分型面 砂箱中铸件数量 砂芯数量等完成砂芯浇注系统相关工装设备等设计进行铸件质量控制分析制定检验求铸造机械般造型方法分类惯分普通砂型铸造特种铸造普通砂型铸造包括湿砂型干砂型化学硬化砂型铸造三类特种铸造造型材料分两类：类天然矿产砂石作造型材料熔模铸造壳型铸造负压铸造泥型铸造实型铸造陶瓷型铸造等类金属作铸型材料金属型铸造离心铸造连续铸造压力铸造低压铸造等
HT250支座铸造热处理复合工艺设计务书
学 院
材料化学化工学院
专 业
材料科学工程
学 生 姓 名
余圣圣
班 级 学 号
201302040515
课程设计题目
HT250支座铸造热处理复合工艺设计
设计务：
1 铸件结构分析选材
2 铸造工艺方案拟定
3 铸造工艺参数确定
4 浇注系统设置
5 CAD 出图绘制零件图 1 张铸造工艺图 1 张铸件图 1 张绘制
6 铸造工艺卡拟定
7 工艺设计中特殊问题证
8进行 HT150 支撑台加工路线中关热处理工序热处理辅助工序设计
9根性求选定满足该性求热处理方法制定工艺参数
10画出热处理工艺曲线图
设计进度安排：
1 6月20号23号：定题目进行认真分析查阅相关文献资料做原始记录
2 6月24号25号：撰写课程设计说明书进行检查修改完善设计说明书
3 6月26号：进步作出修改调整印装订交
HT250支座铸造热处理复合工艺设计
1 HT250支座工艺分析
11 支座零件图
图1 HT250支座零件图
12 工艺分析
支座支承容器设备重量固定定位置支承部件承受操作时振动震载荷室外塔器承受风载荷支座零件图图1示支座三维图图2示机架铸件中心轴称轴尺寸50mm空心圆柱长200mm两边两凸台凸台中尺寸Φ15空心圆柱两空心圆柱线间距离145mm凸台高30mm表面粗糙度125支架120mm底面表面粗糙度125顶面表面粗糙度63支架圆Φ80mm该件材质 HT250收缩较时加灰铁铸件石墨化膨胀形成缩松缩孔倾较设计口进行补缩该件材质HT250收缩较时加灰铁铸件石墨化膨胀形成缩松缩孔倾较设计口进行补缩 材料 HT250满足零件求适砂型铸造
2 铸造工艺方案确定
21 铸造方法选择
铸型型体构成材料分砂型金属型熔模型压力型陶瓷型快速成型 RP 技术等种铸型均获种需形状轮廓尺寸铸件
砂型型体材料特点分干型湿型硬型水泥砂型液态砂型等通常情况中型铸件应选湿型成低生产率高易机械动化
图2砂型铸造生产工序流程
支座零件具腔空圆角凸台锥角形状复杂表面特殊求零件轮廓尺寸200mm零件较复杂应选砂型铸造成型采单件批量生产中型铸件量选择湿型铸件铸型种类湿砂图2 砂型铸造生产工序流程
型铸造模样芯盒
炉料准备
金属熔炼
合型浇注
铸件检验
落砂
清理
型砂配置
芯砂配置
造芯
砂芯干燥
型砂干燥
造型
铸件热处理
铸件
22 造型造芯方法选择
铸件截面端部分面分砂箱接触面模样全部放砂箱中造型支座回转体中截面端部分面铸造采手工整模造型
23 凝固原浇注位置确定
凝固原： 铸件材质 HT250 收缩较 利成型获优质铸件采时凝固
浇注位置：浇注位置确定铸件质量铸造工艺均影响通常需根铸件技术求先找出铸件质量求高部分（加工面受力面）易产生缺陷部分（厚壁处面薄壁处） 考虑浇注位置符合铸件凝固方式保证铸型填充置利位置保证铸件质量时注意原：
1） 重表面原 铸件重加工面者工作面应放铸型面做该表面置铸型侧面倾斜放置进行浇注铸件面均求时应较面放面采加加工余量等措施保证质量
2）薄表面原 铸件面积直表面薄壁部分浇注时应
放铸件部 量薄壁垂直倾斜浇注 免出现浇足 冷隔等缺陷
3）厚断面处原 型铸钢阀体铸钢双排齿轮起重机卷筒
等铸件壁厚均匀铸钢体收缩率较确定浇注位置时应序凝固原出发厚部分放面者侧面便放置口冷铁造成序凝固条件利补缩防止缩孔缩松
4）型芯设置稳定原 确定浇注位置时应量减少铸件型芯数量便造芯芯芯盒制作时应利型芯定位稳固排气检验方便
次设计中支座工作中承受载荷起支撑作面受力较应宽重面方原避免出现浇注足隔冷等缺陷
应支撑台水浇注两端加工面处侧立位置便保证铸件质量精度利型芯稳固排气落砂检验
24 分型面选择
分型面指砂型接触面铸造模样分合面分型面选择应保证铸件质量前提量简化工艺程尤质量求高支架类外形复杂批铸件优先选择分型面时应遵循原：
1）分型面截面处原分型面般应选铸件截面处保
证铸型中取出模样易损坏铸型应注意消垂直分型面方飞边毛刺错箱
2） 分型面少直原 简化造型工艺 提高铸件尺寸精度生产效率应量减少分型面活块数目量做分型面
3）铸件全部放型原 制作工艺方案时应铸件重加工面
部分加工面者加工基准面均放砂箱 应放砂箱利型芯安放检验保证铸件尺寸精度减少铸件飞边毛刺错箱等缺陷
4） 利浇口引入原 分型面选择应考虑浇口引入位置合箱浇注位置致模样砂箱致高避免合箱翻转损坏砂型型腔
241分型方案
图3 分型方案图
1）支架底面分型面
2）凸台分型面
3）110mm称中心线分型面
4）直径50mm孔轴线分型面
242较分析方案优缺点
第种：遵守分型面少原分型面数量仅少铸件全部放型仅便型芯安检验型高度变低便合箱检验壁厚利起模翻箱操作顶面粗糙度求63面方保证表面粗糙度凸台厚端面放置实现序凝固分型面面时便起模
第二种：利起模翻箱操作面应该方易保证质量
第三种：分模两箱容易产生错箱影响铸件精度
第四种：采Φ50孔轴线分型面容易产生错箱影响铸件精度顶面侧放保证粗糙度求选凸台时候活快便起模薄壁处易出现浇注足冷隔等缺陷利补缩
243确定佳分型面
通分析出第种方案更合理
3 铸造工艺参数确定
31 铸件尺寸公差
查表214[1]批量生产砂型铸灰铸铁尺寸公差等级CT15～CT13MA配套关系（CT15～CT13）H选取CT14H单侧加工余量80mm双侧加工时侧加工余量60mm
32 机械加工余量
机械加工余量指铸件需加工表面拟定方案时加尺寸量取决逐渐种类尺寸生产批量加工表面质量求浇注位置等素
根表 215 中160～250mm 双侧切削加工 支座铸件两侧面加工余量 75mm
33 铸出孔槽
般说较孔槽等应该铸出便节约金属加工工时时避免铸件局部厚造成热节提高铸件质量较孔槽铸件壁厚易铸出孔直接加工反方便根零件生产批量金属成形工艺设计查表 222 ：铸出孔直径尺寸 15～30mm零件 8 孔需铸出机械加工较济方便
34 起模斜度
根零件尺寸表218[1]查出起模斜度1°
35 铸造收缩率
铸造收缩率称铸件线收缩率 模样铸件长度差模样长度百分表示：
K[（L1L2）L1]×100％
中K—铸造收缩率 L1—模样长度 L2—铸件长度
零件受阻收缩率金属成形工艺设计查表 213 ：中型铸铁件收缩率 08～10阻碍收缩率 09～11
4 砂芯设计
41 芯头设计
砂芯芯头固定砂型垂直芯头保证轴线垂直牢固固定砂型必须足够芯头尺寸
表 1 垂直型芯头高度芯头芯座配合间隙（JBT510691）(mm)
L
砂型类
D
≦25
>40～63
S
h
S
h
>100～160
湿型
02
20～25
≦100
湿型
03
25～30
42 砂箱中铸件数量确定
该件批量生产机器湿砂造型便操作保证质量箱放置件铸件
43 砂芯数量确定
根铸件结构已选定分型面芯子
5 浇注系统设计
浇注系统指砂型中引导金属液流入行腔通道般浇口杯直浇杯横通道等组成浇口杯承接金属液进入横浇道分配浇道流入型腔浇道形状截面均影响铸件质量
51 浇注系统类型选择
浇注系统分封闭式浇注系统开放式浇注系统半封闭式浇注系统封闭开放式浇注系统封闭式浇注系统控流截面积浇道浇注开始金属液容易充满浇注系统呈压流动状态挡渣力强充型速度快刷力易产生喷溅金属液易氧化适湿型铸件件支座采湿型铸件件选择封闭式浇注系统
图3 HT250支座中间注入式浇注系统
52确定浇道铸件位置数目金属引入方
支座结构较简单型件铸造时采取箱四件铸件浇道方便造型浇道开设分型面铸件采底座铸件全部位箱方式进行铸造样铸件凝固序凝固样利支座重部分先凝固补缩浇道设置底部侧面引入金属液图4示
图4 浇道位置示意图
53决定直浇道位置高度
实践证明直浇道低充型液态补缩压力足容易出现铸件棱角轮廓清晰浇表面缩凹等缺陷初步设计直浇道高度等砂箱高度200mm应检验该高度否足够
检验剩余压力头应满足压力角求式列：
式中 HM——剩余压力头
L——直浇道中心铸件高远点水投影距离
a——压力角
铸造工艺学查表3411：а9～10 取10
铸件全部位箱剩余压力头HM等箱高度200mm
验证剩余压力头满足压力角求
54 浇注系统设计计算
该件属形状简单型铸件采验法计算出该浇注系统浇注时间浇道截面积浇注系统组元断面尺寸校核压力头
541 铸件重量
铸件基尺寸（包括加工余量）计算出铸件体积铸件质量计算公式：
式中 m—铸件质量（g）
—金属材料密度般铸件取 72
V—铸件体积（）
根铸件图计算单铸件体积
太复杂铸件根公式计算
72×89283643kg
S（110×30+200×110+200×30）×2314×75×75×4314×25×25×2+（314×15+314×50）×30+110×90×2+30×90×2+110×30926
542 金属液总质量 G
根铸件质量生产类型选择铸件浇注系统占质量百分 20 金属液总质量
Gm×（1+20）643×12772kg
543 浇注时间t确定
确定 10t 类铸件浇注时间常公式：
t—浇注时间单位s
G—包括口铸件总质量单位kg
—铸件壁厚单位mm
S1—系数普通灰铸铁般取 20
544 流量数 u
根铸型种类阻力流量数 u 取 05
545 均静压头 Hp
均静压头计算公式：
Hp：均计算静压头
Ho：阻流截面金属压力头
C：铸件（型腔）总高度
P：阻流型腔高度
546 铸铁件浇注系统截面积
奥赞公式法： 该方法利力学公式先求出浇注系统横截面积根工艺条件浇注系统组元截面例确定横截面积 铸铁件浇注系统横截面积计算公式：
547确定浇口
浇口铸造实手册查表1458：
∑S直：∑S横：∑S14：12：1
548计算浇道截面积
浇道控制充型速度方分配金属液调节铸件部位温度凝固序浇注系统金属液通浇道铸件定补缩作设计浇口四S6538≈082cm²浇道形状取梯形断面形状图5示：
图5 浇道截面示意图
梯形断面铸造实手册查表1475：
a7mm b5mm c7mm
549计算横浇道截面积
横浇道功浇道分配洁净金属液储留初浇入含气渣污低温金属液阻留渣滓金属液流稳减少产生氧化夹杂物
设计横浇口两S横653*122392cm²
横浇道形状取梯形断面形状图6示：
图6 横浇道截面示意图
梯形断面铸造实手册查表1475：
A15mm B10mm C16mm
5410计算直浇道截面积
直浇道功浇口杯引导金属液进入横浇道浇道直接进入型腔提供足够压力头金属液重力作克服种流动阻力充型设计直浇口S直653*14914cm²
直浇道形状取圆形截面形状图7示：
图7 直浇道截面示意图
圆形断面铸造实手册查表1475：D25mm
5411 浇口杯设计
浇口杯接纳浇包金属液流 铸件典型支座类铸铁件保证足够压力头方便浇注操作该件较压力头足够单独放置浇口杯 手工造型程中手工型直浇道端挖出简易普通漏斗形浇口杯
5412 工艺出品率校核
生产工艺确定应量生产实践总结出铸件工艺出品率成品率校核衡量工艺出品率太低时说明设计工艺合理应工艺进行调整优化 铸件合格前提 应量提高工艺出品率[3]中表3149查灰铁件单件批生产工艺出品率 65～75
工艺出品率{铸件质量 （ 铸件质量+口质量+浇注系统质量）}×100
6 口设计
61 铸铁件口工艺设计条件
铸件冷模数 M求铸件 铸件太薄（M<1） 初始膨胀已消耗压力 铁水反馈浇注系统中 形成效膨胀力释放
62 口计算方法
口计算方法常模数法例法补缩液量法
63 口尺寸确定
口铸型储存金属液空腔铸件形成时补金属防止缩孔缩松排气集渣作般型壁厚均匀铸件设置口
7 排气设计
铸件浇注程中型腔中会产生气体果时排出会产生气孔铸造缺陷应合理设计排气系统
71 砂型排气
加强铸型排气箱造完型表面￠45 气眼针扎干暗气眼气眼距铸型型腔距离1020mm
72 砂芯排气
砂芯水砂芯箱芯头处扎出 23 ￠45 明气眼气体排出增加透气性砂箱开设出气孔
8 铸造工艺图铸件图绘制
图8 HT250支座铸造工艺图
图9 HT250支座铸件图
9 铸造质量控制
91 铸造缺陷分析防止措施
铸件常见铸件缺陷分析防止措施：
1) 气孔
采湿型砂发气量较简化操作提高工艺出品率未设置出气口浇注工艺出现气孔
防止措施：严格控制型砂含水量浇注温度湿型砂发气量较出现气孔严格控制型砂水分砂型适扎气孔提高铸型排气体力
2) 粘砂
湿型造型铸件表面金属氧化氧化物造型材料作生成低熔点化合物浇注时金属液渗入砂粒间隙
防止措施：保证足够透气性前提选粒度细原砂提高砂型紧实度
3) 错型
机器造型精度够工艺装备合适容易造成错型 防止措施 加强操作者专业技责心培训教育工作程中严格执行工艺
92 铸件质量检查
落砂清理铸件应进行质量检验铸件质量包括外观质量质量质量铸件均须进行外观质量检查重铸件须进行质量质量检查
铸件检查容：
1) 理化检验：熔炼炉次核化学成分机械性
2) 外观检查：铸件表面残砂必须清口浇口规定磨
3) 尺寸检查：铸件进行划线
10 铸造工艺卡拟定
表2 HT250支座铸造工艺卡
铸件名称
材料牌号
生产类型
毛坯质量
支座
HT250
批量
643kg
造
型
造型方法
湿砂型铸造两箱整模造型
砂箱
部
尺寸
规
长
宽
高
紧固方法
箱
200
110
120
压铁紧固600kg
箱
200
110
120
浇口
尺寸
mm
浇道数量
长
宽
高
截面积
横浇道2
15
10
16
392
浇道4
7
5
7
82
11 铸铁件热处理种类
111 常见热处理
1 退火
1) 应力退火
消铸件残余应力稳定尺寸减少消切削加工产生畸变需铸件进行应力退火
应力退火温度确定必须考虑铸铁化学成分普通灰铸铁温度起550℃时发生部分渗碳体石墨化粒化强度硬度降低含合金元素时渗碳体开始分解温度提高650℃左右
通常普通灰铸铁应力退火温度550℃宜低合金灰铸铁600℃高合金灰铸铁提高650℃加热速度般选60～120℃h保温时间决定加热温度铸件结构复杂程度消应力程度求 铸件应力退火冷速度必须缓慢免产生二次残余应力冷速度般控制20～40℃h冷200～150℃出炉空冷
2) 石墨化退火
灰铸铁件进行石墨化退火降低硬度改善加工性提高铸铁塑性韧性
铸件中存晶渗碳体数量时进行低温石墨化退火铸件中晶渗碳体数量较时须进行高温石墨化退火
低温石墨化退火铸铁低温退火时会出现析渗碳体石墨化粒化铸件硬度降低塑性增加灰铸铁低温石墨化退火工艺铸件加热稍低Ac1限温度保温段时间析渗碳体分解然炉冷
高温石墨化退火高温石墨化退火工艺铸件加热高Ac1限温度铸铁中渗碳体分解奥氏体石墨保温段时间根求基体组织方式进行冷
2 正火
灰铸铁正火目提高铸件强度硬度耐磨性作表面淬火预备热处理改善基体组织般正火铸件加热Ac限+30～50℃原始组织转变奥氏体保温段时间出炉空冷形状复杂较重铸件正火处理需进行消应力退火铸铁原始组织中存量渗碳体必须先加热Ac1限+50～100℃温度先进行高温石墨化消渗碳体正火温度范围温度愈高硬度愈高求正火铸铁具较高硬度耐磨性时选择加热温度限
正火冷速度影响铁素体析出量硬度产生影响冷速愈析出铁素体数量愈少硬度愈高采控制冷速度方法）（空冷风冷雾冷）达调整铸铁硬度目
3 淬火回火
1) 淬火
铸铁淬火工艺铸件加热Ac1限+30～50℃温度般取850～900℃组织转变成奥氏体温度保温增加碳奥氏体中溶解度然进行淬火通常采油淬
形状复杂型铸件应缓慢加热必时500～650℃预热避免均匀加热造成开裂
奥氏体化温度升高淬火硬度越高高奥氏体化温度增加铸铁变形开裂危险产生较残留奥氏体硬度降
灰铸铁淬透性石墨形状分布化学成分奥氏体晶粒度关
石墨铸铁导热性降低淬透性降石墨越粗越种影响越
2) 回火
避免石墨化回火温度般应低550℃回火保温时间t[铸件厚度（mm）25]+1（h）计算
3) 等温淬火
减淬火变形提高铸件综合力学性凸轮齿轮缸套等零件常采等温淬火等温淬火加热温度保温时间常规淬火工艺相
112 次设计热处理方式
灰铸铁铸件般需进行热处理通常灰口铸铁进行热处理目减少铸件中应力消薄壁铸件铸件薄断面部分白口组织提高铸件工作表面硬度耐磨性等常热处理方法时效处理降低硬度退火正火表面淬火
灰铁铸件采时效处理目消铸件冷凝固程中产生应力防止铸件续工序中应力引起变形裂纹
然时效铸件机械加工前放置六十八月左右应力行消法缺点时间长效果差目前少应
工时效称低温退火清砂铸件送入100200℃炉中炉升温500600℃保温较长时间（般4—10时）2030℃时冷速度缓慢冷200℃出炉空冷消应力
113 铸铁件时效处理工艺曲线
图10 时效热处理工艺图
114 热处理组织性
时效强化组织P+G珠光体数量越抗拉强度硬度越高石墨强度塑性韧性极低铸铁中相裂缝孔洞破坏基体金属连续性时容易造成应力集中灰铸铁抗拉强度塑性韧性明显低碳钢石墨片数量越尺寸越分布越均匀基体割裂作越严重石墨片细尤相互连接时会承载面积显著降石墨片长度应003～025mm宜石墨存灰铸铁铸造性减摩性减振性切削加工性高碳钢缺口敏感性较低灰铸铁硬度抗压强度取决基体组织石墨存基关灰铸铁抗压强度约抗拉强度3～4倍
灰铸铁热处理常消铸件应力稳定尺寸消铸件白口组织改善切削加工性提高铸件表面硬度耐磨性
12 热处理检验工作
121 质量检验
1 外观检验
零件热处理需零件外观质量进行检验外观质量检验容：遗留缺陷表面损伤表面氧化等外观检验目测
2 硬度检验
硬度金属盒合金力学性项重指标常做零件设计中选材确定工艺程非常重时鉴定热处理工艺质量重手段包括布氏硬度检验洛氏硬度检验维氏硬度检验
洛氏硬度规定钢球锥角120º金刚石压头先施加预载荷P1施加载荷P压头垂直压入试样表面然出P1保持P情况测出P1产生残余压入深度测定压入深度作洛氏硬度值
3 变形检测开裂检测
1) 变形检测
零件热处理应力作避免产生程度变形种零件热处理工序应出允许变形量检验判断否合格避免合格流入道工序合格零件设法校正
2) 开裂检验
目测法：肉眼低倍[（1015）×]放镜观察浸蚀截面
4 金相检验
金相检验指渗层淬火层心部等金相组织等级求检验淬火马氏体等级晶粒度等级残余奥氏体数量游离铁素体等金相检验热处理质量检验质量分析缺少重手段
122 化学成分检验
1) 火花检验
操作规程检验方法：
（1）火花检验工作场应明暗适中太亮太暗白天应室光线太明亮处夜晚应稍暗灯光操作
（2）操作时注意手感压力适中注意手感力观察火花结合起
（3）观察火花特征标样进行校核鉴钢中含碳量常见合金元素
2) 光谱分析
光谱分析法速度快灵敏度高生产现场手提式型光谱分析仪
13 误差分析预防措施
131 淬火回火缺陷分析防止补救措施
1 氧化脱碳
钢件加热时介质氧水CO2等钢件表层铁碳发生反应会发生氧化脱碳钢件形成氧化皮会造成钢件淬火软点效尺寸减严重时会造成零件报废脱碳严重时易造成淬火裂纹外造成淬火件硬度足耐磨性抗疲劳性降
防止零件氧化脱碳盐浴炉控制气氛炉加热采防氧化脱碳措施加预防
2 热烧
钢件进行奥氏体化加热时果加热温度高加热时间长便会引起奥氏体晶粒长变粗生成马氏体粗化热热零件容易产生淬火裂纹生成马氏体中存量微裂纹种马氏体裂纹会发展成淬火裂纹果加热温度更高钢奥氏体晶粒进步粗化产生晶界氧化晶界熔化烧产生烧零件性急剧降低
产生热缺陷零件先进行次细化组织正火退火然正常工艺规范重新淬火产生烧零件法挽救报废
3 淬火变形
淬火变形指零件加热冷程中出现尺寸变化（伸长缩短变粗变细等原零件呈相似形变化）形状变化（翘曲弯曲扭曲等原零件呈非相似形变化）
防止变形应采取措施：
①容易变形零件细长轴薄状零件等应淬火前预先进行应力退火
②减质量效应形状效应加热时应缓慢均匀奥氏体化加热前进行预热
③防止零件重变形装炉时应注意支撑悬挂装吊方式支撑跨度超零件直径3倍宜装吊具时应先校正吊具零件装吊适活动余切忌外力做强制性装卡
④冷时正确选择淬火冷方式根钢号零件形状尺寸批量技术求采等温分级热介质预冷双介质淬火等冷方式
⑤截面变化较零件某孔堵死某部位开工艺孔薄壁部位石棉包裹截面均匀化易变形侧捆绑加强筋机加工时预留加强筋淬火
4 淬火裂纹
淬火裂纹零件进入淬火冷程中产生裂纹种裂纹进入介质温度降Ms点发生零件奥氏体化温度急冷时发生收缩Ms点相反发生膨胀裂纹产生
改进措施：合理设计零件形状尖锐角改成圆角壁厚相差部分连成整体改成组合体等零件淬水产生裂纹时应改冷速度较缓淬火介质进步提高冷速度需进行淬火处理钢起杂质含量超规定标准
14 总结
次铸造工艺课程设计历时周第次进行独立进行工艺设计设计中设计思想保证铸件质量前提量采取合理工艺先进分析方法消种缺陷考虑工艺出品率提高考虑生产安全性济合理性铸造工艺理学中铸造理解限遇关专业实际应仅限书例题理局部计算次课程实际接触铸造生产程中工艺设计辅助结构计算
通次设计训练受益匪浅仅深层次学铸造知识掌握铸造工艺设计流程提高分析力独立思考力解决问题力专业素质进步锻炼提升继续学指导方时通课程设计树立正确设计思想培养实事求严肃认真高度负责态度
特感谢X老师X老师指导支持帮助渊博知识丰富验学榜样时感谢次设计中帮助学
15参考文献
[1] 戴起勋金属材料学化学工业出版社2009
[2] 王爱珍金属成形工艺设计北京航空航天学出版社2009
[3] 王文清李魁盛铸造工艺学机械工业出版社2013
[4] 王兴金属学热处理原理工艺哈尔滨工业学出版社2011
[5]蔡启舟 吴树森铸造合金原理熔炼化学工业出版社2010
[6]弗兰卡(德) 铸造实手册[M] 冶金工业出版社 2014
学生学心
通次课程设计学会支座零件进行铸造热处理设计铸造工艺学中较抽象难理解知识点通次课程设计更掌握理解
次次课程设计中CAD绘图软件学课程次拾起然容忘记参课次需绘制三幅图做出解释时存学高数课工程制图课什疑惑
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郑重声明呈交课程报告指导教师指导进行研究工作取研究成果知文中特加标注方外文中包含已发表撰写研究成果工作学文研究做贡献均已报告中作明确说明表示谢意
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