年产500吨的热处理车间设计说明书-本科论文.doc

热处理车间设计说明书
编号

热处理车间设计说明书

二级学院 材料科学与工程学院
专 业 材料科学与工程
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指导教师
时 间

目 录

第一章 车间的任务和工作制度 ……………………………………………………3
1.1 车间的类别 …………………………………………………………………3
1.2 车间生产任务 ………………………………………………………………3
1.3 车间的工作制度及年时基数 ………………………………………………3
第二章 工艺分析和设备选择 ………………………………………………………4
2.1 产品技术要求的分析 ………………………………………………………4
2.2 工艺设计 ……………………………………………………………………5
2.3 热处理设备选择 ……………………………………………………………8
第三章 车间建筑物 ………………………………………………………………23
3.1 热处理车间的位置 ………………………………………………………23
3.2 车间的要求…………………………………………………………………24
3.3 热处理车间面积指标………………………………………………………25
3.4 车间建筑物的要求…………………………………………………………26
第四章 热处理车间平面布置 ……………………………………………………28
4.1 设备布置间距 ……………………………………………………………28
第五章 热处理车间的生产组织与人员 …………………………………………29
5.1 生产组织 ………………………………………………………………29
5.2 基本工作人员 …………………………………………………………29
5.3 其他人员 ………………………………………………………………31
第六章 车间用电与用水量的计算…………………………………………………31
6.1 车间用电量计算 …………………………………………………………31
6.2 车间全年用水量的计算 …………………………………………………32
参考文献 ……………………………………………………………………………33
附表1 ……………………………………………………………………………34
附表2 ……………………………………………………………………………36
附表3 … …………………………………………………………………………38

39

第一章 车间的任务和工作制度

1.1 车间的类别
本次车间设计的类别定为成品热处理车间，主要承担产品最终阶段的热处理任务，以达到产品最终技术要求。这类车间常独立设置，常与机加工车间相邻或设在机加工车间内。本次设计的车间采用独立设置，故也称作独立热处理车间。
1.2 车间生产任务
车间生产任务（或称生产纲领）是指车间承担的年产量。本次设计热处理车间的生产任务是年产500t，生产三类六种规格的刀具，各种规格刀具的年产量各占总年产量的1/6。详见《专业课程设计任务书》。
本热处理车间生产的废品率为3%（包括热处理报废和运输报废），达15吨，故热处理车间的实际生产任务为515吨/年。则六种刀具各自的年产量为85.8吨，见表1-1。
表1-1 热处理车间生产纲领
序号
产品名称
规格
单重（kg）
年热处理件重量/t
1
齿轮铣刀
M2.25
M10
0.1
1.41
85.8
2
滚刀
Φ80×80
0.85
Φ115×115
3.1
3
车刀
A5
0.28
A6
0.64

1.3 车间的工作制度及年时基数
1.3.1 工作制度
热处理车间常有长工艺周期的生产和热处理炉空炉升温时间长的情况，所以多数采用二班制或三班制。本设计采用二班制。
1.3.2 设备年时基数
设备年时基数为设备在全年内的总工时数，等于在全年工作日内应工作的时数减去各种时间损失。根据文献《热处理车间设计》的公式计算，公式如下：
F设 =D设Nn（1-b%）
式中 F设——设备年时基数（h）；
D设——设备全年工作日，等于全年日数（365天）-全年假日（10天）-全年双修日（106天）=249天；
N——每日工作班数；
n——每班工作时数，取8h；
b——损失率，时间损失包括设备检修及事故损失，工人非全日缺勤而无法及时调度的损失，以及每班下班前设备和场地清洁工作所需的停工损失，此处取6%。
计算F设的值，
F设 =249×2×8×（1-6%）=3744.96≈3745（h）
1.3.3 工人年时基数
工人年时基数可依据下式计算：
F人=D人n（1—b%）
式中 F人——工人年时基数（h）；
D人——工人全年工作日（249天）；
b——时间损失率，包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备清扫、工间休息等工时损失，本设计取4%。
计算F人 的值，
F人 =249×8×（1—4%）=1912.32≈1912（h）
第二章 工艺分析和设备选择

2.1 产品技术要求的分析
2.1.1 材料的选择
本设计车间的生产产品为齿轮铣刀、滚刀、车刀。查热处理手册第三版第三册可知三种刀具的可用钢号。为了简化工艺和生产成本，本设计中，三类产品都选用W6Mo5Cr4V2钢号，属高速钢类。W6Mo5Cr4V2的化学成分如表2-1。

表2-1 W6Mo5Cr4V2的化学成分

牌号
化学成分（质量分数）/%
C
W
Mo
Cr
V
Co
Si
Mn
S
P
≤
W6Mo5Cr4V2
0.80 ~0.90
5.50~6.75
4.50~5.50
3.80~4.40
1.75~2.20

0.20~0.45
0.15~0.40
0.030
0.030
2.1.2 技术分析
刀具在高速切削时，其刃部的温度可达600℃以上，而刀具硬度只有轻微的下降，要求有较高的红硬性。在这样的条件下，一般都选用高速钢。高速钢在650℃是的实际硬度仍然高于50HRC。高速钢需要经过退火、淬火和回火处理，具体热处理工艺后面将有介绍。
查《机械加工常用刀具数据速查手册》，齿轮铣刀的尺寸数据如表2-2。
表2-2 齿轮铣刀的尺寸数据（单位：mm）
品种
规格
D
d
B
齿轮铣刀
M2.25
60
22
8.2
M10
120
32
31.0
齿轮铣刀的外形如图2-1所示。

品种
规格
滚刀
Φ80×80
Φ115×115

品种
规格
尺寸

车刀
A5
8×8×63
A6
19×19×150

2.2 工艺设计
2.2.1 工艺路线
高速钢W6Mo5Cr4V2的热处理一般工艺路线如下：
预备热处理→淬火预热→淬火加热→淬火→三次回火
2.2.2 详细工艺参数
查《金属材料手册》363页，设计W6Mo5Cr4V2的热处理工艺参数如表2-3。
表2-3 W6Mo5Cr4V2常规热处理工艺参数
牌号
退火工艺
淬火和回火工艺
等温退火
淬火预热
淬火加热
淬火介质
回火制度
回火后硬度HRC
加热温度/℃
保温时间/h
冷却
硬度HBS
温度/℃
时间(s/mm)
介质
温度/℃
时间(s/mm)
W6Mo5Cr4V2
850
2
炉冷至750℃，保温4h，再炉冷至550℃，出炉空冷
≤
255
850
24
中
性
盐
浴
1200~
1220①
6~15
油
560℃，3次，每次1h，空冷
≥62
1230②
≥63
1240③
≥64
1150~
1200④
20
≥60
注：① 高强薄刃刀具淬火温度
② 复杂刀具淬火温度
③ 简单刀具淬火温度
④ 冷作模具淬火温度
对于不同的产品，由于规格尺寸的不同，则各种的热处理工艺参数略有不同。在预热阶段，车刀（规格8×8×63）和铣刀M2.25由于尺寸较小，选用一次预热法预热；铣刀M10、滚刀和车刀（规格19×19×150）由于尺寸较大，选用二次预热法预热。预热的具体工艺参数见表2-4。滚刀和铣刀都是较复杂的工件，淬火温度选1230℃，车刀选1240℃。
表2-4 各刀具采用的预热工艺参数
刀具
预热方法
炉型
加热温度/℃
加热时间/(s/mm)
适用范围
车刀（8×8×63）、齿轮铣刀M2.25
一次预热法
盐浴炉
850
24
适于形状简单，截面较小的工件
齿轮铣刀M10、滚刀、车刀（19×19×150）
二次预热法
第一次预热
空气炉
550
100
适于形状复杂或截面较大的工件
盐浴炉
650
40
第二次预热
盐浴炉
850
24
在淬火工艺中，油淬适用于简单的刀具淬火，在油中冷却至300~400℃后空冷。对于形状较复杂的刀具，为了减小刀具畸变和开裂的倾向，都采用分级淬火工艺。工业生产中几乎80%的刀具都采用一次分级淬火，将淬火加热后的工件放入580~620℃的中性盐浴炉中，保持一段时间（相当于淬火加热时间），然后空冷至室温。故本设计中车刀采用油淬，齿轮铣刀和滚刀采用一次分级淬火。
2.2.3 各刀具工艺曲线
各刀具工艺曲线如图2-2所示。

A） 车刀8×8×63的热处理工艺曲线

B） 车刀19×19×150的热处理工艺曲线

C）滚刀和铣刀的热处理工艺曲线
图2-2 铣刀、滚刀和车刀的工艺曲线
2.3 热处理设备选择
2.3.1 预备热处理设备的选择
初步选用RX3-75-9型中温箱式炉，炉膛尺寸为1800×900×550（单位：mm），最大装料量1200kg，查《热处理手册》第三版第三卷表3-5知道炉温850℃时空炉升温时间为3.5小时。
装料时，工件与电热元件或工件与炉膛之间应保持一定的距离，查《热处理炉》附表22，RX3-75-9型中温箱式炉的有效装料体积为：
V =1430×770×500=550550000 mm³
炉冷速度一般为10~20℃/h，此处取15℃/h
则等温退火各阶段的时间：t升温 =3h，t保温=4+2h，t空冷=（750-550）/15=13.3h
上下料时间t上下=0.5h
则，退火总时间
t退火=3+4+2+13.3+0.5=22.8h
① 生产齿轮铣刀
a） 生产M2.25规格的铣刀，由表2-2可知该铣刀的尺寸，则该铣刀每一个所占的空间为：
v =60×60×8.2=29520 mm³
则，每炉可装该铣刀的个数为：
n =V/v =18650.07≈18650个
则，装料总重量为：
M =0.1n =1865kg＞1200kg
所以，n取12000时，M=1200kg≤1200kg
RX3-75-9型中温箱式炉的生产率为
P =M/t退火=52.63kg/h
则，该设备处理M2.25齿轮铣刀的年负荷时数为
E1=Q/P =87500/52.63=1662.55h
b） 生产M10规格的铣刀，同理计算：
v=120×120×31.0=446400mm³
n=1233个
M=1.41n=1738.35kg＞1200kg
当n=851时， M=1199.91kg
则，生产率为 P=52.62kg/h
E2=87500/52.62=1662.86h
② 滚刀
a）滚刀φ80×80
生产φ80×80规格的滚刀，，滚刀每一个所占的空间为：
v =80×80×80=512000 mm³
则，每炉可装该滚刀的个数为：
n =V/v =1075.29≈1075个
则，装料总重量为：
M =0.85n =913.99kg＜1200kg
所以，n取1075个
RX3-75-9型中温箱式炉的生产率为
P =M/t退火=40.08kg/h
则，该设备处理φ80×80滚刀的年负荷时数为
E1=Q/P =87500/40.08=2183.13h
b）滚刀φ115×115
生产φ115×115规格的滚刀，，滚刀每一个所占的空间为：
v =115×115×115=1520875 mm³
则，每炉可装该滚刀的个数为：
n =V/v =361.99≈362个
则，装料总重量为：
M =3.1n =1122.2kg＜1200kg
所以，n取362个
RX3-75-9型中温箱式炉的生产率为
P =M/t退火=49.22kg/h
则，该设备处理φ80×80滚刀的年负荷时数为
E1=Q/P =87500/49.22=1777.73h
③ 生产车刀
a） 车刀8×8×63
同上，计算各参数
当n=4286时，M=1199.8kg
P=1199.8/22.8=52.62kg/h
E5=87500/52.62=1662.87h
b） 车刀19×19×150
当n=1875时，M=1200kg
P=1200/22.8=52.63kg/h
E5=87500/52.63=1662.55h
综上所述，RX3-75-9型中温箱式炉用做等温热处理炉适用于所有产品，
则该设备的年负荷时数为
E=E1+E2+…+E6=10611.69h
设备数量为 C=E/F設=2.834，C’=3
设备负荷率为 K=C/C’×100%=94.47%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
2.3.2 预热处理设备的选择
预热时，分一次预热和二次预热两种工艺。各刀具采用的预热工艺见表2-4。
① 一次预热法

初步选用RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉，炉膛尺寸200×200×500（单位：mm），额定温度1300℃，预热温度850℃。加热系数为24s/mm。
a） 生产齿轮铣刀M2.25
由于该刀具采用一次预热法，在预热中加热时间为
t加热=24×8.2=196.8s
查《热处理实用技术问答》，保温时间可按下列经验公式计算：
τ=αKD
式中 τ——保温时间（min）
α——保温时间系数（min/mm），查《热处理实用技术问答》表3-4，本设计选取0.35
K——工件装炉方式修正系数，根据《热处理实用技术问答》表3-5选取1.0
D——工件有效厚度（mm）
则，M2.25的保温时间为
τ保温=0.35×1.0×8.2=2.87min= 172.2s
所以，该刀具预热工艺时间为
t= t加热+τ保温= 369s
该齿轮铣刀M2.25的装料设计:
埋入式盐浴炉炉膛尺寸的设计如图2-3所示。工件距离熔盐表面的距离一般不小于30mm，本设计a取30mm；工件距离炉膛内壁的距离约为50mm，本设计b取50mm；熔盐表面与炉膛口的距离约为50~100mm，本设计c取50mm；电极下端距离炉膛底的距离一般为50~70mm，本设计取50mm；电极高度65~235mm，本炉型的电极高度e取113mm，则工件距离底部的距离大于163mm，本设计f取180mm。则，该盐浴炉工作空间尺寸大约为100×100×240（单位：mm）。
由于铣刀外径D=60mm，则一横排可以挂1个。铣刀有效厚度B=8.2mm，则一列排可以挂9个，所以工件间隙宽度L=36/8=4.5mm,符合零件间距要求。铣刀一纵排最多可以挂3个。3×60=180mm，则工件间隙L=60/2=30mm。及对应工作空间尺寸，装料的方式为1×9×3。
所以，该铣刀的挂具可设计为横挂3行，竖挂5列的形状。
综上，RDM-35-13型盐浴炉，一炉可以挂的铣刀M2.25的个数为
n=1×9×3=27 个
则一炉装料量 M=0.1n=2.7kg
生产率 P=M/t=（2.7/369）×3600=26.34kg/h
设备年负荷时数 E=Q/P=87500/26.34=3321.94h
设备数量 C=E/F设=3321.94/3744.96=0.887 C’=1 台
设备负荷率 K=C/C’×100%=88.7%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
b）车刀8×8×63
该车刀采用的是一次预热法。
计算该车刀预热时间为 t= 360s
选用RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉。该盐浴炉工作空间尺寸大约为100×100×240（单位：mm）。
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×2×2
各方向工件之间的距离分别为
L1= 33mm，L2= 42mm
综上，一次装载个数为 n=12
一次装料量为 M=0.28n= 3.36kg
生产率为 P=M/t= 33.6kg/h
设备年负荷时数 E=Q/P= 2604.17h
设备台数 C= 0.7011, C’=1
设备负荷率 K=70.11%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
故，一次预热法需用RDM-35-13型盐浴炉2台，分別处理这两种刀具。
② 二次预热法第一次预热
本次预热初步选用RDM—75-8型埋入式中温盐浴炉，炉膛尺寸为350×450×665（单位：mm），额定温度为850℃，工作空间尺寸为250×350×405（单位:mm）。由表2-4可知，预热温度为650℃，加热时间是40s/mm。
a）生产齿轮铣刀M10
同上，计算铣刀的预热时间为
t= 651+ 1240= 1891s
使用RDM—35-8型盐浴炉，装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×9×2
工件之间的距离分别为 L1= 22.5mm ，L2=10mm,
综上，一次装载个数为 n=54
一次装料量为 M=1.41n=76.14kg
生产率为 P=M/t=40.11kg/h
设备年负荷时数 E1=Q/P=2181.5h
b）滚刀φ80×80
计算该刀具的预热时间为
t=1680+ 3200= 4880s
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×4×5
工件之间的距离分别为 L1= 5mm ，L2= 10mm
综上，一次装载个数为 n=60
一次装料量为 M=0.85n=51kg
生产率为 P=M/t=37.62kg/h
设备年负荷时数 E2=Q/P=2325.89h
b） 滚刀φ115×115
计算该刀具的预热时间为
t=4600+2415=7015s
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为2×3×4
工件之间的距离分别为 L1= 5mm ，L2= 2.5mm
综上，一次装载个数为 n=24
一次装料量为 M=3.1n= 74.4kg
生产率为 P=M/t= 38.18kg/h
设备年负荷时数 E3=Q/P= 2291.77h
c） 车刀19×19×150
计算该刀具的预热时间为
t= 760 + 399 = 1159 s
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为10×9×2
工件之间的距离分别为 L1= 17.78m ，L2= 9.88mm
综上，一次装载个数为 n=180
一次装料量为 M=0.64n= 115.2kg
生产率为 P=M/t= 357.83kg/h
设备年负荷时数 E=Q/P= 244.53h
綜上所述，以上四种刀具都选用RDM-75-8型盐浴炉，则盐浴炉处理各刀具所需年负荷时数的和为
E=E1+E2+E3+E4= 7043.69h
设备台数 C= 1.88， C’=2
设备负荷率 K=C/C’×100%=94%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
③ 二次预热法第二次预热
a）生产齿轮铣刀M10
该铣刀采用的是二次预热法，该方法的第二次预热温度为850℃，加热系数为24s/mm。该铣刀的有效厚度为29.2mm，则预热中的加热时间为
t加热=24×29.2= 700.8s
保温时间为
τ保温=0.35×1.0×29.2=10.22min=613.2s
预热工艺总时间为
t= t加热+τ保温= 1314s
由于该铣刀的尺寸太大，RDM-35-13型埋入式高温盐浴炉已不适用，现选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉（热处理手册第三版第三卷228页），炉膛尺寸为450×350×700（单位：mm）。同理可估出该盐浴炉工作空间尺寸大约为350×250×440（单位：mm）。
装料设计如下：
a）铣刀外径为D=115mm
对应工作空间尺寸，装料方式为3×2×10
即，铣刀的排列方向与浴槽的宽平行。铣刀间的间隙为
L=（440-10×31）/9=14.4mm
综上，RDM-90-13型盐浴炉可以一次装载铣刀的个数为
n=60
则一次装料量为 M=1.41n=84.6kg
生产率为 P=M/t=231.78kg/h
设备年负荷时数 E1=Q/P=377.51h
b) 滚刀φ80×80
该滚刀采用二次预热法，该方法第二次预热的该方法的第二次预热温度为850℃，加热系数为24s/mm。该滚刀的有效厚度为80mm，则预热中的加热时间为
t加热=24×80= 1920s
保温时间为
t保温=0.35×1.0×80= 28min= 1680s
预热工艺总时间为
t=t加热+t保温= 3600s
同上，此刀具尺寸大，选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉。
装料设计如下：
对应于工作空间尺寸，装料方式为4×3×5
则，滚刀之间的间距为
L1=10mm，L2=5mm
综上，该滚刀的一次装载个数为
n=60
一次装料量为 M=0.85n= 51kg
生产率为 P=M/t= 51kg/h
设备年负荷时数 E2=Q/P= 1715.68h
c）滚刀φ115×115
该滚刀采用的是二次预热法，同理可计算出该刀具的第二次预热时间为
t=5175s
同上，选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉。
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×2×3
工件之间的距离分别为
L1=10mm，L2=2.5mm
综上，该锥柄钻的装载个数为 n=18
一次装料量为 M=3.1n= 55.8g
生产率为 P=M/t= 38.82kg/h
设备年负荷时数 E3=Q/P= 2253.99h
d）生产车刀19×19×150
该车刀采用的是二次预热法。
计算该车刀预热时间为 t= 456s+ 399s= 855s
选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉。
装料设计如下：
对应工作空间尺寸，装料方式为9×9×2
工件之间的距离为 L1= 9.7mm，L2=17.8mm
综上，一次装载个数为 n=162
一次装料量为 M=0.64n= 103.68kg
生产率为 P=M/t= 436.5kg/h
设备年负荷时数 E4=87500/P= 200.7h
综上所述，使用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉处理以上刀具的年负荷时数之和为
E=E1+E2+E3+E4=4547.88h
设备台数 C=1.297,C’=2
设备负荷率为 K=70.85%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
2.3.3 淬火加热设备的选择
高速钢的淬火加热在氯化钡盐浴中进行,加热前对盐浴进行脱氧,以防工件氧化和脱碳。
高速钢加热时碳化物的溶解主要取决于加热温度，但是在一定的加热温度下，有一个最合适的加热时间，超过这个时间，不但对提高钢的硬度和热硬性不起作用，反而会使钢的晶粒长大，力学性能下降，使冲击韧度和强度都降低。
在盐浴炉中加热时，各种高速钢刀具的加热系数一般为6~15s/mm。选取加热系数时，应考虑刀具的不同、装炉量、夹具等因素。一般大型刀具选用小的加热系数，小型刀具选用大的加热系数；小型刀具装炉量大时，由于碳化物的溶解需要一定的时间，因此，加热时间最小不得小于45s。
初步选用RDM-90-13型埋入式高温盐浴炉。
a） 加热齿轮铣刀M2.25
计算该刀具的加热时间：
由于该刀具的有效厚度只有8.2mm，则加热系数取15s/mm，则
t加热=15×8.2=123s
计算该刀具的保温时间：
t保温=αKD（α=0.17min/mm，K=1.0）
所以 t保温=0.17×1.0×8.2=83.64s
该刀具淬火加热总共时间为
t=123+83.64=206.64s
装料方式设计：
由上文可知，该炉型的工作空间尺寸大约为350×250×440（单位：mm）。对应该尺寸，装料方式为20×5×5。
一次装载个数为 n=500
一次装料量为 M=50kg
生产率为 P=M/t=871.25kg/h
设备年负荷时数为 E1=Q/P=100.43h
b） 加热齿轮铣刀M10
同上，计算该刀具的淬火加热时间：
该刀具有效厚度31mm，加热系数取6s/mm。则
t=186+316.2=502.2s
装料方式设计：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×10×2
一次装载个数为 n=60
一次装料量为 M=76.14kg
生产率为 P=545.81kg/h
设备年负荷时数为 E2=160.31h
c） 加热滚刀φ80×80
计算该刀具的加热时间：
取加热系数为6s/mm。则
t=1200s+816s=1296s
装料方式设计：
对应工作空间尺寸，装料方式为3×4×5
一次装载个数为 n=60
一次装料量为 M=0.85n= 51kg
生产率为 P= 141.6kg/h
设备年负荷时数 E3= 617.94h
d） 加热滚刀φ115×115
计算该刀具的淬火加热时间：
取加热系数为6s/mm。则
t=690+1173=1863s
装料方式设计：
对应工作空间尺寸，装料方式为2×3×3
一次装载个数为 n=18
一次装料量为 M= 55.8g
生产率为 P= 107.82kg/h
设备年负荷时数 E4= 811.54h
e） 加热车刀8×8×63
计算该刀具的淬火加热时间：
取加热系数为15s/mm。则
t= 120+ 81.6= 201.6s
装料方式设计：
对应工作空间尺寸，装料方式为15×11×3
一次装载个数为 n= 495
一次装料量为 M= 14.85
生产率为 P= 265.18kg/h
设备年负荷时数 E5= 329.96h
f） 加热车刀19×19×150
计算该刀具的淬火加热时间：
取加热系数为6s/mm。则
t= 114+ 193.8= 307.8s
装料方式设计：
对应工作空间尺寸，装料方式为8×6×1
一次装载个数为 n=48
一次装料量 M= 20.16kg
生产率为 P= 235.79kg/h
设备年负荷时数 E6= 371.09h
综上所述，使用RDM-90-13型盐浴炉处理各刀具的年负荷时数之和为
E=E1+E2+…+E6= 2591.19
设备台数 C=E/F设= 0.7446，C’=1
设备负荷率为 K=74.46%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
2.3.4 淬火冷却设备的选择
由于高速钢的合金含量高，因此具有很好的淬透性。高速钢淬火冷却方法主要有油冷、分级淬火、等温淬火三种，本设计主要采用油冷和分级淬火两种。
1． 淬火油槽
将加热后的工件在油中冷却至300~400℃后，取出空冷。这种方法简单易行，工件表面油迹烧尽后，可趁热校直。但冷速块，淬火应力大，容易引起畸变和开裂；同时，油燃烧时产生烟雾，污染工作环境。此法只适用于形状简单、尺寸较大的刀具淬火或单件的淬火。
由于车刀形状简单，故采用油冷淬火。淬火槽主要由槽体、搅动装置、控温装置组成。槽体选用3~5mm（小型槽）的钢板焊成，周围附以型钢为加强肋，以提高其强度和刚性；底座由型钢制成，便于安装和运输。为保证工件淬入槽中或淬火介质膨胀时，淬火介质不致溢出槽外，以及便于介质循环冷却，一般在槽口边缘外侧设有溢流槽。盐浴炉用的淬火槽多为立方体，槽的长宽尺寸应大于最大炉底长宽尺寸，深度大于最长垂直淬火零件的长度。搅动装置选用螺旋桨搅动。控温装置分加热装置和冷却装置，加热采用管状加热元件置于淬火槽内将淬火介质加热；冷却采用更换淬火介质的方法。
2．分级淬火盐浴炉
分级温度一般为580~620℃。分级淬火可以大大减少畸变和开裂倾向。加热后的工件经分级停留后，工件表里温度都降低到分级温度，内外温差减小。随后，从分级温度在空气中冷却是，冷却速度比较缓慢，沿工件截面产生马氏体转变的不同时性减小，因而可显著减小组织应力和热应力，从而减小畸变可开裂倾向。
分级淬火可分为一次、二次或多次分级淬火。本设计采用一次分级淬火，将工件放入580~620℃的中性盐浴中，保持一段时间（相当于淬火加热时间），然后空冷至室温。一次分级淬火用于一般刀具，操作简单，能保证质量。
初步选用RDM-75-8型埋入式中温盐浴炉，额定温度为850℃，炉膛尺寸为350×450×665(单位：mm)，则工作空间尺寸大约为250×350×405（单位：mm）。
为了便于工人操作，减少不必要的麻烦，各刀具装料方式仍然采用淬火加热时对应的的装料方式。即除了温度不同，其它所有分级淬火工艺跟淬火加热相同。故，使用RDM-75-8型盐浴炉处理各刀具的年负荷时数之和仍然为
E=E1+E2+…+E6= 2591.4
设备台数 C=E/F设= 0.7446，C’=1
设备负荷率为 K=74.46%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。
2.3.5 回火设备的选择
高速钢的回火温度一般为550~570℃，保温时间通常为60min，回火次数不少于三次，每次回火冷却都要冷至室温。
初步选用RJ2-35-6型低温井式电阻炉，额定温度为650℃，炉膛尺寸为500（直径）×650（高），最大一次装料量250kg。设计一次装炉量为160kg，则生产率为160kg/h。该井式炉用于处理所有刀具，故其年产量为525t。
设备年负荷时数为 E=525000/160=3281.25h
设备台数 C=1.762， C’=2
设备负荷率为 K=87.62%
符合二班制设备负荷率80%~90%的要求。

热处理车间设备计算表
序号
设备名称
工件名称
工序名称
设备生产率（kg/h）
年生产量（kg）
设备年负荷时数（h）
设备年时基数（h）
设备数量
设备负荷率（%）
计算值
采用值
1

2

3

热处理车间设备明细表
序号
设备名称
编号
规格型号
用途
数量
外形尺寸
重量（t）
功率（kW）
价格

长
宽
高
每台
总重
每台
总计
1

2

热处理车间设备分类统计表
序号
设备种类
设备数量（台）

热处理炉
高中频

2.3.6 热处理车间辅助设备的选择
a）起重运输设备
起重运输设备应根据所起吊零件的最大起重量，并考虑到零件吊具、吊架、垫盘及各种装料罐的重量，以及特殊设备的安装、维修等需要而进行选用。
简单机械化热处理车间，主要采用吊车起重运输，如桥式起重机、梁式起重机、单轨吊车（单轨气动或电动葫芦）。本设计车间属简单机械化车间，且生产中小