毛坯材料选择关键
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键,一般要求是:
(1) 具有优良的加工性能,磨削时不易产生裂纹,能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力,对刀具磨损作用较小。
(2) 抗拉极限强度一般不低于588MPa。
(3) 有良好的热处理工艺性,淬透性好,不易淬裂,组织均匀,热处理变形小,能获得较高的硬度,从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。
(4) 材料硬度均匀,金相组织符合标准。常用的材料有:不淬硬丝杠常用T10A, T12A及45等;淬硬丝杠常选用9Mn2V,CrWMn等。其中9Mn2V有较好的工艺性和稳定性,但淬透性差,常用于直径≤50mm的精密丝杠;CrWMn钢的优点是热处理后变形小,适用于制作高精度零件,但其容易开裂,磨削工艺性差。 丝杠的硬度越高越耐磨,但制造时不易磨削。
丝杠材料要有足够的强度,以保证传递一定的动力;应具有良好的热处理工艺性(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹),并能获得较高的硬度、良好的耐磨性。丝杠螺母材料一般采用GCrl5、CrWMn、9CrSi、9Mn2V,热处理硬度为60~62HRC。整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大,工艺性差,应尽可能采用表面硬化处理。上述滚珠丝杠材料为9Mn2V热轧圆钢,调质硬度为250HRS,除螺纹外,其余高频淬硬60HRC。材料加工前须经球化处理,并进行严按的切试样检查。为了消除由于金相组织不稳定而引起的残余应力,安排了冰冷处理工序,使淬火后的残余奥氏体转变为马氏体。为了保证质量,毛坯热处理后进行磁性探伤,检查零件是否有微观裂纹。
(运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦C E MB MA)
激光加热表面淬火
激光加热表面淬火是以高能量激光束扫描工件表面,使工件表面快速加热到钢的临界点以上,利用工件基体的热传导实现自冷淬火,实现表面相变硬化。
激光加热表面淬火加热速度极度快(105~106℃/s),因此过热度大,相变驱动力大,奥氏体形核数目剧增,扩散均匀化来不及进行,奥氏体内碳及合金浓度不均匀性增大,奥氏体中碳含量相似的微观区域变小,随后的快冷(104℃/s)中不同微观区域内马氏体形成温度有很大差异,产生细小马氏体组织。由于快速加热,珠光体组织通过无扩散转化为奥氏体组织;由于快速冷却,奥氏体组织通过无扩散转化为马氏体组织,同时残余奥氏体量增加,碳来不及扩散,使过冷奥氏体碳含量增加,马氏体中碳含量增加,硬度提高。
激光加热表面淬火后,工件表层获得极细小的板条马氏体和孪晶马氏体的混合组织,且位错密度极高,表层硬度比淬火+低温回火提高20%,即使是低碳钢也能提高一定的硬度。
激光淬火硬化层深度一般为0.3~1mm,硬化层硬度值一致。随零件正常相对接触摩擦运动,表面虽然被磨去,但新的相对运动接触面的硬度值并未下降,耐磨性仍然很好,因而不会发生常规表面淬火层由于接触磨损,磨损随之加剧的现象,耐磨性提高了50%,工件使用寿命提高了几倍甚至十几倍。
激光加热表面淬火最佳的原始组织是调质组织,淬火后零件变形极小,表面质量很高,特别适用于拐角、沟槽、盲孔底部及深孔内壁的热处理,而这些部位是其它表面淬火方法极难做到的。
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