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梯形丝杠材料选用及其热处理 黄 纪淮(南京工艺装备制造厂热处理分厂)丝杠是机 床主要零件 之一，广泛应 用于 各娄机床 的进给机 构和调节 移 动机构。它 的 精度高低直 接影响机 床与仪 表 的精度。随着 高效 自动化机 床和新 型刀具材料 的出现，切 削速度不断提高 以及特 殊条件 下服 役，都 对 丝杠 材料和热处理提 出 了更高 的要求 X I l 豢 6 穰铜与钢结合金螺丝钻孔直径比较 螺丝尺寸锕 的底 孔径 钢 结含金底 孔径 l(透来)(毫 米)M。M 8 M】n M】2 5 2 6 9 8 8 1 O 8 下进行磨削，我们认为；台金在避火状态下 的磨削比洋火状态下不仅容 易，且 经 济 得 多。某厂 在淬火状态 下磨削一块 外 圆 不 到 1 0 0 毫米 的 G】w5 0台金 的摸料，磨 到最终尺 寸用了十几个小时，花费了 5 0 0 多元 的加工 费，表面质量 也不佳。退 火态 的钢结合金可磨加工 性接 近 中低 碳钢，但 由于碳化钨 钢结合金中尖锐 的硬质 相 粒子使 砂轮磨损快，故要 选择金刚砂 轮。碳化钛钢结合金则不同，采用一般 的氧化铝 砂 轮即可 达 到较小 的加 工表面粗糙度，但 磨 胡速度鞍慢。资料 I 中介绍，用手锯来回慢 慢地 在氧化铝砂轮面上 四出斜 的槽痕可增 强 砂轮 的磨 削效 能。在 淬火巷 时，由于钢基体 硬度高，致 使 砂 轮上的砂粒难 于切入 基体，只 能 在工件 表 面 上滑擦。而 硬质相质 点 与砂粒 的切 削刃 之 间的划擦易产生物理磨损，由此产生 的热量 使磨剽温度增高，则会 出 现“糊 砂 轮”现 象。3 名 加 工实践 表明，采 用金刚砂轮 磨 削钢结 合金时 _黜溶液代替煤油馓冷瓤液，可以 保持砂鞋蠢剩 提薄撵创速度。原因是t金 刚砂轮外圈电手少，则要吸收钢结合金的外 匿电子，造成相互嚷收的稳定状态，导致砂 轮堵塞 现象。饵采用水溶 液冷却后，可向缺 电子 的金剐砂轮提 供 电子，使 砂 轮 保 持 锋 利。结 束 语 综上所 述，用普通设备来加 工 钢 结 合 金，只有了解和掌握这类新型材料的特性，结台实际 的加 工工具 和设备 条件，在挪工 实 践中反复摸索才能制订出正确的工艺规范。对钢结台 金这 种 难加 工 的材料，线切 割 加工是最 先进 和最有效 的加 工方 法。树脂 金 锕砂 轮的耐用度高，非常适 用于钢 结台金 的 磨 削。例如，磨 削 3 0 0 的GwS 0台金 上冲头 用普通刚玉和碳化硅砂轮，一只冲头要一个 星期以上，而 用树脂 结合剂金剧砂轮磨 削，仅用 2 小时。电解磨 削和电火花磨削与一般 磨削方法相比，具有生产率高，表面质量好 的特点，但它需要价格昂贵的专用设备。*参 考 文 献*1 日 呜沈则彦，国外金属加工，1 98 7 6。2尤显卿，模具工业，1 9 8 8 7。(3 美 J o hn s w e Be r，罾蔚 摸 具 信息，1 9 8 7 5。-怕 6 8。维普资讯 http:/ 一、梯形丝杠豹精度等轻靼端l封的一般 要 求 1 梯 拦杠 的精 度等级标准 梯形 螺纹丝杠 的精度等级标准 见袁 t所 币0 2梯 形丝杠选 材 的一般要求：获得要求 的精度 并晦期保持精度不变 是 丝杠工艺 工作 的根本 出发点。正确选 用材 料，并施以适当的热处理，可使丝杠具有足 够 的耐磨 稳定 性，这 点是丝扛选 材，特 是 精密丝杠 选 材中，首 先应注 意 的问题。寰 1 =、蕾强 梯形丝杠 普通梯形丝杠 是指7 级和 级精度 以下的 梯 形螺纹丝杠，这类丝杠过去均不 进行 强化 热处理 只在正 火或调质 状态下使 用。1 常用材料：常 用材 料 有 Y4 0 Mn 4 5 4 0 Cr筹 钢 种 但主要采 用4 5 钢。4 5 钢有 以下 特点：热轧 后 正火 状 态 抗拉 强 度 o 6 O k g mm 。正火后 硬度为 r i B 7 O 一 2 l 7，晶粒 窿 一8 级 一 梯形丝 杠精度 等级标?f =(单位 项目 键鬃 精度等 9 8：7 微 米)6 5 (1)具 有足够 的机j I 2 性 能抗拉 强 度 不 应低于6 O 公 厂 r 毫米。(2)县有较好的机械加工性，切 削 抗 力小，刀 具不 易磨损，磨 削加工 中不 易产生 磨 削裂纹，能获得 良好 的表 面粗糙度(3)具有良好的热处理工艺性能。(4)具有较 高 的稳定性 在长 期 使 用 中不弯 曲，不变形，尺寸稳定 耐磨且寿 命 长。(5)钢材表 面不 得有 肉 眼 可 见 的 扭 曲，裂纹 折迭、结疤、发丝和 夹紧 材料 应 光整平直，硬度均 匀。(6)下料前应 进行 化学 成份 分 析。低 倍检查 与金相检 查，要存台 冶标 各项规定。(7)经济性，在考虑以上要求 的同时，应尽可能做到经济合理。组织 呈片 状珠 光体加 铁索体，珠 光体不允许呈球 状。正大 态切 削加 工性较 好轴颈和方头可 局部 淬硬 到 HRC4 2 4 8。承 受较大 负荷 的应进 行调质处理，硬度为 HB2 5 5 2 8 5，抗 拉 强度 o 8 0 k g ram ，此时 切削加工性较 差。为了提 高 耐磨 性，丝 杠可进 行气体 软氧化处理 4 5 钢用于 7级和 7级精度 以下 的各类丝 杠。如 车床，铣床，刨床等 的走刀丝 杠，龙 门创，龙门 铣和立车 等受力不大 的丝杠。2 典型热处理 工艺 正 火热校 直丝杠：我们 AC6 3 0-1 0 1 0 1 型 普通车床丝 杠 为 倒，毛坯尺寸为 5 5 4 l 8 0 毫米，其工艺流 程如 下：下料一正火热校直一粗车外园一半精车 一无 心磨 外外 国一旋风切 酮螺 纹一磨外 圊一 精 车螺纹一钳。正火温度为 8 8 0 l 0，保温 时间 为 6 0 分 然后在 三辊校 直机 中滚校 8 l 0分，待 温度 降低到 6 5 0+(2停止 滚校，在 空 气 中 冷 却。各种直径料 坯 的热校直 时间见 表2 所 示，不同长度坯料热 校直后 允许径 向跳动量见 表 33 维普资讯 http:/ 3 所 示。每炉 丝 科坯 在正火 校直后，要生 行 硬度、金相 组织 与弯 曲变 形检 查；硬 度 以H B J 7 0 2 1 7为 合 洛，盒 相 组 织 为 I L 状 珠先体加 铁 素体，奥 氏体 晶 粒 度 5 8 级 为 合 格，小 允 许 有 粒 状 珠 光 体存在 径向 跳 动 允许 量 要 符 台 丧3 规 定 质 塑 扛 _ 孟 受 负 荷 较 重旧：柏照 杠，为提 并 袋 2嚣种直径坯料正 火热 皎直耐问 ：直 j (1 2 1 f：1)30 39 j0 jj 6O?08 O 热 校直 时 间(分)2 4 8 1 0 l 0 l 2 表 3 商 毖度坯料热 校 J 曼 后 允许 的径 啊挑 动量 坯 料 孟受j n n 1)l 1 5 0 l 5 OO 2 00 0 ：00 0 250 0 2j)0 3 00 O 00 4 00 0 0 0 50 0 0 径 向跳 功(i nl T 1)1 t 3 1 5 3 0 强窿和 耐磨 性能采；调质 处理。班 以 C6 1 3 2 A型 车床丝 杠 为例，材料 是 5 钢，其毛坯尺 寸 4,3 21,4 6 7 毫米，其工 艺流程是t 下料一 蛹质 一校 直一除应力 回火 一机加 工。调质 在井式炉 中进 行，淬 火温 度 8 5 0 1 0 ，保温 时间6 O 分，水冷。高温 回火温度 为 5 6 0 _+l 0，保温 对问为 1 2 0 分。调质后 硬 度 要求HB2 5 5-2 G 5 二 j硬变为HB 2 2 0-2 5 0 时，机 加工 I 寸 光 洁腰达 不到要 求，当硬度大 HB3 0 0 时，机 械加工 困难：只有 当硬度为 HB 2 5 5-2 8 5 1 t ，采用 锅高速钢为刀 具材料，既 能进 行加 工，又 能保证一 定 的光洁度。丝 杠 科坯 曲径 向跳动 1 5毫米 超差者，校 直后进 行除应 力 回火。一三、精 密丝杠 6 级 和6 级 以下 的丝杠一般称 为精密丝杠 3 1 精密币痒硬熊弛r。用于精度要求较高，但承受的负荷较水 或工作不甚频j 瞽，磨损较少饷地方。选材：6 级 和6 级 以上 的精密不 津硬丝杠通 常用 T 1 0 A或T1 2 ：高碳工具钢静 l 造，经球化处理 后珠光体呈球状，组织稳定，加工性能好。如原 始组织 不 良，网状 碳化 物大 于 3级，碳 化物使刀具磨损加剧，工件表面 光 洁 度 恶 化，精度 也难 以保证。若 硬度过 低，塑性 增 加，在 低速 切削时容易产生 积屑 瘤和 与刀具 后 面亲台撕 裂现象。因此对 T1 0 A与 T1 2 A 原 材料要 求，网状 碳化 物 3级，球 化珠光 体 等级3 一 级为合格，硬度 HB1 6 3-1 9 7 为 台 格。、热处理：我们 I AS M8 6 2 5精密车床丝杠为 倒，采 用 材科 是T1 2 A(或Tl o A)，坯料大 子4,9 0 4 0 0 0 ram，要 求硬 度 HB1 6 3 1 9 7，全 长 径 向跳动 3 毫米，球 化珠 光体 等级 3 一 j级 为 台格。其工艺 流程如下 下荆一球 化退火一机加工一高温回火一 机加工一高温 回火一机加工一高温回火一机 加 工一 时效处理一机 加工。球 化退火在五 米 井式炉 中进 行，采用等 温球 化退 火工艺。在7 6 0+_1 O 保温 3 4小 时，在 6 8 0 _+1 0 o C保温 4 5小 时，随炉 冷却 到 5 0 0 C出炉。为 了消除机加 工切 酆 应 力，在加工 过程中共有三次 高温回 火工序。高温 回火温 度为5 0 0+_1 0 C，保 温时间8 4,时，空 冷。精车之后进行 时效 处理，时效在 六米 井 式油炉 中进行，时效温 度 1 7 0+-1 0 C，保 温 时间3 6 小耐，其 目的是进一 步 消除机械加 工 应 力。2 精密 淬硬丝杠 T1 2 A钢接长 淬硬丝杠：S M8 6 5 0 车 床丝杠，6 级精度，丝杠 规格 l O 06 4 8 5 毫 米，螺 纹部份长5 4 6 0 毫 米，螺 纹 部份采用H段接 长，每段 长 3 9 0毫米(包 括接头 每段 长4 2 6 毫 米)，硬度要 求 HBc 5 4-维普资讯 http:/ 一-5 8。丝杠热 处理工艺如 下；(a)正 火；正 火温 l 芝8 8 0 l O 保 温 2 5 3，j、时，油 冷。(b)球 化 退 火；采 嗣等 温 退 火，在 7 6 0 7 8 0 保 温 3 4 d x 时，在 6 9 0=1 0 C 保 温 4 5 小时，然后 炉冷到 4 5 0 C出炉 空冷。(c)淬 火，淬火前将士 6 8与 4 A 销孔 及 6 PR5 刀 口处 用石 棉绳填塞，将孔 堵紧。在5 5 0 土1 0 C，预 热 3 O分，淬火加热 在盐潜 炉 中进行，淬火温 度 7 9 0 1 0 C，保温 I 8 2 2 分。冷却采 用盐水到 油 工 件 预冷7 5 秒 然后 盐水冷7 9 私，再 转入 油冷。(d)回 在 耥盐炉 中 进行 回火温 度2 7 01 0 C，保温 时间5 0 6 0 分，空冷，(e)时效处理 在油炉 中进 行，时效温 度1 5 O1 0 ，保温 时lh】是3 6 小时，空冷(2)Cr W M 铜 中频率 淬硬丝杠：我 J 以C8 9 5 5铲床 丝杠为例，丝杠材 科 是 Cr W M1 3 钢 丝杠 规格 T6 O一 s o)一 l O 3 O，外 圆直径 6 0 毫 米，螺距 1 2 7 毫 米，总长 1 0 3 0 毫 米，螺 纹 长度 8 0 0毫 米。螺纹 镬 度要求 HRc 5 4 一j 8，两端 4 0 g d1 1 5 处、硬度要求 HRc 3 0。铲 来丝 杠 的工 艺流程；下 料一 球化 退火 一机加 I 一高温 羽火一 中频淖火 回火一磨加 工一 时效 一 钳(a)球 化退 火：在箱式 电炉 中进 j，采川 等温退火，第 一阶段 在7 8 0-I-1 O ，保 温 2 3小 列，第二 阶段在6 9 0=1 0 C保温 4 一j小 时，随炉 冷 到 5 5 0 C出炉。其金相组织要 求，球比珠光 体 2 4 级，网状 碳化物 2 级，带状 碳化物 2 级。硬 度 HB 2 0 7-2 5 5，仝 长 径向 跳动 2 毫 米。(b)高温 回火；在 5 5 0 1 O ，保温4 6 小 时，炉 冷到3 0 O 出炉 空冷，其全 长振 摆 O 6 毫 米。(c)中频 淬火：丝杠 中频 1卒火 在2 5 0 0 赫 芝，1 0 0 豇 中频机 组上进 行，采 取外圆 加 热 淬火，冀 乜爹魏 0奠 延理工 艺参数见 表 4所 示。里3 0 牟 的 金 相 红 织 铲床丝 杠 中颧淬 火后 质量情 况，表 面硬 度 HR c 6 0 s 3，淬遥 层 组织 为骢 晶 马 氏 体+残留 奥氏体+碳化 物，见 图 1所 示。滓透 层深盅为6 9 4 毫 米，见 图：示，心部组织 为球化珠光体，见 圈3 所示(d)回火；铲庶 丝 杠 最 终 硬度 要求 HRc 5 4-5 8，瞳 _ 火温瞧为2 8 0 3 0 0 ，保温 时间 叫、时，空冷。3 6 维普资讯 http:/ 囊 4 铲床丝杠中频津火电参数与热处理工艺参数 电 参 数 i 热 处 理 工 艺 参 数 鼗 篷翌 鐾 墨 蓊 r 用 的 梯 形 螺 绞 熊 枉 材 料 及 们 多 次 工 艺 实 验 与 生 产 实 践 丽 得 到 的，有 不 其热处理毒嚣翱 羽逑，这些 工艺鼍经过我 正确之处，请 批评指正。、j 蠢 锻钢件中自点的超声波探伤判断和分析 瑚E 仃(南通市化工机械厂)锻件 是趣声渡探 伤中经 常遇 到 的一 类工 件，由于 设件 在使用过 程中一般 承担 的负荷 都 很高，对其质 量要求 也就 高。因此 对超声 波探伤 的要求比较严格，在 进行超声渡探 伤 前 除 恶探 衡撼准 外，还必须 了 胖 工 件 材 质、加工 过程，热 I处理 工艺及使 用状 况等方 面的情况，棼台撂伤的结果进行综合分析，才能对凝理髀姥皓停出正确的刿断。对镑路进髓声波探伤 时，缺 陷 的大 小、位置 数囊或缺陷区的面积是决定锻件 质 量好坏 的主 要匿素，因此发 现缺 陷之 后首 先应 确定 缺陷的大小，但 缺陷的大 小不 是唯 一的依据，值得 注意 的是有 时探测的工件缺 陷 当量小于应 作记录的范 围，但 就性质而 言 是危 害 性缺 陷盘 予列度。所 以对较小的危害 缺 陷就不可忽视，应 分析其性质，而后再作 出 结论，否则就会造成误 判和 漏：。下面 以外 圆直径(5 5 0 r a r n，厚度6=3 0 0 mm，1 6 Mn饼形 锻件超 声 捩探 伤 的实例进 行 分 折，对 讨 论加 以 说 明。一、探伤的 经过 探伤使用的仪器 为 Cs T 皿 型，采-用 2 5 MHz 颓 率、2 O 直探 头，耦台剂为机油，36 探伤面粗糙度 Ra 3 2 a m、扫查范围为 锻件 整 个表面，从两 端面 及圆周面 上进行，按J B 3 9 6 3 8 5 压力容器 锻件超声 波探 伤标准，探 伤 灵敏 度为+2 mm平底 孔当量直径，用底 渡 校 正，校正点 的位置 在工件无缺 陷的完好 区 域。探伤仪 的抑制置 于。0”位置，当底波调 至屏 高的 5 O ，后 将仪器灵敏 鹱提高 4 l d B 用 公 式 算：2 0 I g(S 2,)=2 0I g(2 3 6 X 3 0 0 2)=1 d B 注：一频 率，S 一厚度 n 一 圆周 率I d B一 分 值 在厚度为5 0 0 ram怕端面探测，发现在=l 0 0 1 8 0 ram，距 外圆 2 4 0 2 6 0 mm 的区 域 内反 射波 很多 且 强 烈，最 大 的 为 巾 2+1 7 d B，但当 灵敏 度降低 1 2 d B(按 J B3 3 8 5 标准规定 的饼形 锻件应 记录 犬 于 等 于 4 mm当量直 径的 歇陷密 集区)即以 4 mm平 底孔为 灵敏 度探 伤，仍 在原 区域 内发 现+4+2 d B 二 个、4+4 d B、44-$d B各一个的单 个缺陷 4 l处，淤陷引起的底蔺降低量(4 d B，维普资讯 http:/