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甲醇-煤油滴注式气体渗碳工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,为了保护地球环境,所有产业都力求进一步减轻环境负担,因此以车辆为主的交通工具产业,为进一步提高其燃油经济性,也正在开展各种研究。车辆装置的小型轻量化,是提高燃油经济性的最重要课题,要实现每个零件的小型轻量化。必须使其高强度化,高精度化,并且通过各种热处理实施高功能化。气体渗碳工艺,相比过去的工艺,其具有通用性,经济性,质量稳定性等优势,从而在工业上得到了广泛的应用。

气体渗碳具有碳势可控、生产效率高、劳动条件好和可以直接淬火等优点,其应用最为广泛。 早在1958年机械制造与工艺科学研究院就提出了气体渗碳工艺,采用苯和酒精作为渗碳剂,在930℃×6h条件下进行渗碳。但由于当时技术有限,原始气体渗碳工艺渗碳时间较长,能源消耗很大,且渗碳质量难以保证。在1993年,刘志儒等对稀土低温高浓度渗碳表面渗层微观组织进行了研究,实验在井式气体渗碳炉中进行,采用自研制的混合稀土催渗剂加入甲醇,实验温度860±5℃,碳势约为1.6 %。实验表明,在稀土催渗的作用下,渗碳速度可以提升30%,渗层深度可达200μm,在过共析区形成颗粒尺寸均匀而弥散分布的碳化物。

2010 年,石巨岩等人进行了20crmnti钢超饱和渗碳工艺的研究。实验经过830℃预渗碳+两次循环渗碳淬火+低温回火处理工艺,实现了超饱和渗碳,即当气氛碳势高于门槛值时的一种渗碳工艺。超饱和渗碳处理之后,表面硬度可达1057 hv0.1;耐磨性比常规渗碳提高20%。同年12月,何祖娟等人对20crmnti钢进行气体渗碳复合强烈淬火强韧化机理研究。实验对20crmnti钢首先进行不同时间的气体渗碳处理,并对各个试件进行不同强烈淬火介质单一淬火,不同强烈淬火介质搭配分级淬火,通过对时间的控制,获得不同的强烈淬火试件。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

滴注式气体渗碳技术,是中、小型企业中应用最广泛的一种渗碳方法,对该技术进行深入研究,有利于企业实现对零件的小型轻量化、高强度化和高精度化。使得以车辆制造为主的产业,进一步提高车辆的燃油经济性,减轻环境负担。本实验通过对甲醇滴量、煤油滴量以及渗碳时间的单一变量控制,对20钢进行渗碳处理,测得其不同渗碳条件下所获得的渗碳层深度,以探究更好的20钢渗碳方法。研究主要内容如下:

材料制备:对甲醇滴量、煤油滴量以及渗碳时间进行单一变量控制,在气体渗碳炉中对20钢进行渗碳处理,制备不同条件下的渗碳试样。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照设计方案,完成渗碳试验及渗碳后热处理试验。

第8-11周:完成金相试样制备、显微组织分析、显微硬度试验和表面硬度测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 赵迎祥 ,赵倩.20crni3钢渗碳工艺的研究[j].热加工工艺,2013,42(22):167—169.

[2] 肖金桐,王洪林 ,李珉.表面渗碳 23crni3mo钢的显微组织及 渗碳规律数学模型分析 [j].铸造技术 ,2015,36(3):653.655.

[3] 封珂,朱百智,郭祺龙. 18crnimo7-6和20crni2mo钢渗碳工艺参数优化与应用[j]. 金属热处理,2010(6):63-66.

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