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某滾珠絲杠的直徑為40mm,材料為GCr15鋼。熱處理技術要求:感應淬火、回火後螺紋滾道表麵硬度為58-63HRC(650-770HV),淬硬層深度為1-1.5mm。

1)預備熱處理。GCr15鋼滾珠絲杠預備熱處理采用調質處理。

2)感應淬火問題。采用常規感應淬火工藝及感應器,對φ40mm規格滾珠絲杠進行感應淬火處理時,常出現淬硬層淺、硬度分布不合理、畸變大等問題。

3)中頻感應淬火、回火。由於中頻感應淬火作為滾珠絲杠的最終熱處理,故絲杠中頻感應淬火質量很大程度上取決於感應器的尺寸、形狀結構等參數的精確設計。對此,改進感應淬火工藝,采用了感應器平麵與絲杠軸向傾斜30°的感應器。采用60kw中頻感應加熱機進行淬火熱處理,淬火速度為300mm/min,淬火冷卻介質為堿水。

4)金相組織。表麵硬化層組織為隱晶馬氏體+細小顆粒狀碳化物,有輕度帶狀組織;過渡區組織為隱晶馬氏體+細小顆粒狀碳化物+回火索氏體,帶狀組織不明顯;心部組織為回火索氏體,未見明顯帶狀組織。根據JB/T 9204一2008,表麵硬化層組織在3-7級為合格,實測為6級,感應淬火組織合格。

5)硬度與有效硬化層深度 螺紋凸台(頂部)的表麵硬度為850-930HV,有效硬化層深度約為3.75mm;螺紋牙齒高中部的表層硬度為800-900HV,有效硬化層深度約為2.75mm;螺紋凹槽(底部)的表層硬度為750-800HV,有效硬化層深度約為2.25mm。經最終磨削加工後,螺紋滾道表麵有效硬化層深度與硬度均滿足技術要求。

經中頻感應加熱機淬火後,滾珠絲杠的硬度滿足技術要求,使用壽命大大提高,無裂紋、變形等缺陷。更為重要的是感應淬火、回火工藝適合大批量大規模生產,可以大大提高工人的生產效率。

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