时间为：(0.6～2)×（35+5+5）＝（27～90）min。所以取加热时间为60min。
KW使用时间系数见下表：
炉型 系数 工件形状 柱状 0.7 (0.167～0.25)D (0.117～0.175)D 3.5 (0.167～0.25)D (0.6～0.9)D 板状 0.7 (0.167～0.5)B (0.117～0.35)B 4 (0.167～0.5)B (0.6～2)B 薄管 0.7 (0.25～0.5)δ(0.175～0.35)δ 4 (0.25～0.5)δ(1～2)δ 厚管 1.0 (0.25～0.5)δ(0.25～0.5)δ 4 (0.25～0.5)δ (1.25～2.5)δ K 盐炉 W KW 空气炉 K W KW 注：D为有效厚度；B为板厚；δ为管壁厚。 4.1.4 保温时间
工件在炉内要进行一段时间的保温，一方面是为了使工件能够很好地透热，另一方面使工件内部各部分的温度分布均匀一致，组织状态均匀一致。保温时间的确定也与钢的成分、工件的尺寸与形状等有关。由于合金钢中碳化物内存在大量的合金元素，提高了碳化物的稳定性，使得合金碳化物即使在高温下也很难溶解，所以要进行长时间的保温，通过查阅合金钢手册相应钢种的等温退火曲线取保温时间为4h。
4.1.5 等温温度
由热处理手册查得，对于过共析钢和合金工具钢的球化退火温度的确定应该是Ar1+（20～30）℃，所以根据9Mn2V的Ar1点温度（655℃）来确定其等温温度为680～690℃。 4.1.6 等温时间
等温时间取决于该材料的化学成分及工件截面尺寸，为了使工件能够很好地完成等温转变，使合金碳化物能够很好地转变成球状碳化物，且均匀细小。根据合金钢手册相关钢种的等温曲线的等温时间，所以取等温时间为4h。 4.1.7 冷却速度
冷却速度对钢退火后的组织与性能影响的一般规律是：冷却速度越大，奥氏体分解温度越低，则珠光体转变产物越细，应力越大，硬度越高。所以，为达到预期的处理效果，冷却速度应控制适当。由于要求等温球化退火的冷却速度缓慢，所以
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根据相关资料取冷速度为小于等于30℃/h。
退火件一般采用随炉冷却至低于550℃出炉空冷，对于要求内应力较小的工件应炉冷至低于350℃出炉空冷。
各类钢材的退火冷却速度见下表：
钢材类别 冷却速度（℃/h） 碳钢 100～150 合金钢 50～80 钢合金钢 20～70 注：球化退火的冷却速度为20～60℃/h。
4.2 最终热处理工艺制度的制订 4.2.1 淬火工艺制度的制订
加热速度 90～100℃/h 温度(T/℃) 加热温度 760～780℃ 保温时间 0.5h 冷却速度 油淬 760～780℃ 保温0.5h 油淬 空冷 O 时间（t/h） 9Mn2V淬火工艺曲线
（1）加热速度
加热速度与退火时的加热速度相同，加热速度选择为90～100℃/h。一般在空气炉中的加热比在盐浴炉中加热要高10～30℃，采用油、硝盐淬火介质时，淬火加热温度比用水淬火时要提高20℃左右。
（2）加热温度
钢的淬火加热温度与钢的含碳量有关，亚共析钢的加热温度为Ac3+（30～50）℃；共析钢和过共析钢的淬火加热温度为Ac1+（30～50）℃。因为9Mn2V的Ac1点温度是730℃，所以加热温度为760～780℃。
（3）加热时间与保温时间
炉中的工件应在规定的加热温度范围内保持适当的时间，以保证必要的组织转
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变和扩散。加热时间和保温时间一共由三部分组成：①升温时间；②透热时间；③组织转变时间。加热时间同退火工艺中的加热时间的确定一致，由于在最终热处理前，工件的尺寸发生了改变，所以其加热时间会有一定的变化，利用退火工艺中所引用的经验公式
（min）来计算。根据本设计中零件的尺寸确定加热时间为：
（0.6～2）×（35＋0.5＋0.5）＝（20～70）min，还是取1h。
其中保温时间可以由经验公式
来加以确定。其中为保温时间系数，
可从工具书查得；k为工件在炉中装炉形式所相应的修正系数；D为工件的有效厚度。根据本设计中零件的相关尺寸计算，其中k取1，所以保温时间为：1.2×1×（35＋0.5＋0.5）＝43.2min，即取40min。又由于手册推荐普通碳钢及低合金钢在透热后保温5～15min即可满足组织转变要求，合金结构钢则需要15～25min。本设计中的零件相对比较小，所以透热时间基本上可以忽略。因此本设计中淬火的保温时间确定为30min。
保温时间系数见下表单位为（min/mm）：
直径 <600℃ 750～800℃ 800～900℃ 工件材料 mm 气体介质炉中盐浴炉中加热或预气体介质炉中预热 预热 热 碳素钢 ≤50 >50 ≤50 >50 1.0～1.2 1.2～1.5 1.2～1.5 1.5～1.8 0.6～0.85 0.3～0.4 0.4～0.5 0.45～0.5 0.5～0.65 0.3～0.35 0.3～0.35 1100～1300℃ 盐浴炉中间加热 0.17～0.2 0.16～0.18 低合金钢 高合金钢 0.35～0.1 高速钢 （4）淬火冷却
9Mn2V属于冷作模具钢，所以采用工模具钢较为常见的淬火冷却方式——油冷淬火，以油为冷却介质的淬火冷却，当冷至油温的时候将工件取出空冷。 6.2.2 回火工艺制度的制订
加热速度 90～100℃/h 加热温度 150～180℃ 保温时间 3h 冷却速度 空冷 第8 页 共24页
温度(T/℃) 150～180℃ 空冷 保温3h O 9Mn2V回火工艺曲线 时间（t/h）
（1）加热速度
加热速度与退火、淬火工艺中的加热速度一致，取90～100℃/h。 （2）加热温度
对于工具、模具钢的回火要求是能够保持高硬度的条件下，使脆性有所降低，残余内应力有所减小，所以采用低温淬火。根据手册查得低温回火温度范围在150～250℃进行，但是9Mn2V的回火脆性温度区间在190～250℃，所以加热温度为150～180℃。
回火温度的选择见下表：
工件名称 工具、轴承、渗碳件及碳氮共渗件表面淬火件 弹簧、模具等 回火温度 回火组织 回火目的 在保持高硬度的条件下使脆性有所降低，残余应力有所减小 工艺名称 低温回火 150～250℃ 回火马氏体 在具有高屈服强度及优良的弹350～500℃ 回火托氏体 性的前提下使钢具有一定塑性和韧性 500～650℃ 回火索氏体 使钢既有较高的强度又有良好的塑性和韧性 中温回火 主轴、半轴、曲连杆等重要零件 切削加工量大而变形要求严格的工件及淬火返修件 精密工模具、机床丝杠、精密轴承 高温回火 500～760℃ 消除内应力 去应力回火 稳定化处理 120～160℃长期保温 稳定化的回火索氏体及稳定钢的组织及工件尺寸 残留奥氏体 第9 页 共24页
（3）保温时间
回火时间是从工件入炉后炉温升至回火温度是开始计算，回火温度一般为1～3h。也可以根据经验公式
加以确定。其中
为回火时间系数；
为回火时间系数；D为工件的有效厚度。本设计中的零件的有效厚度为36mm，假设选择回火炉为箱式电阻炉，查表得所以取3h。Kn及An值推荐表如下：
回火条件 Kn/min An/(min/mm) 300℃以上 箱式电炉 120 1 盐浴炉 120 0.4 300～450℃ 箱式电炉 20 1 盐浴炉 15 0.4 450℃以上 箱式电炉 10 1 盐浴炉 3 0.4 为120，为1，所以计算结果为156min，
（4）冷却速度
工件回火后即可出炉空冷至室温。
5 热处理设备选择
5.1 预备热处理设备的选择 5.1.1 退火设备的选择
在本设计中的零件形状为矩形，形状规则且比较小，其预备热处理的目的为球化退火，使其获得满意的机械加工工艺性能，为最终热处理做好组织上的准备。由于该材料的退火工艺中无需通过气体保护进行加热，所以可以采用空气气氛直接装炉加热；此外，进行预备热处理的工件有足够的加工余量，所以对工件脱碳层的要求相对就要小；并且本设计是针对单件小批量生产设计，所以退火炉选择普通间隙式箱式电阻炉即可满足设计要求。中温箱式电阻炉的技术参数和结构如下图所示。
这类炉子由炉体和电气控制柜组成。炉体由炉架和炉壳、炉衬、炉门、电热元件及炉门升降机构等组成。电热元件多分布于两侧墙和炉底。炉内温度均匀度状态主要受电热元件布置，炉门的密封和保温等状态的影响。通常炉膛前端温度较低。工件在高中、温箱式电阻炉中加热主要靠电热元件和炉壁的热辐射。根据形状、尺
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