絲桿淬火熱處理，畸變?nèi)毕蓊A(yù)防!

絲杠是機(jī)床上的重要零件，為了滿足工作的需要，許多廠家采用中頻加熱設(shè)備進(jìn)行淬火熱處理。但是，在熱處理過程中，受各方面因素的影響，絲杠可能產(chǎn)生畸變、變形、裂紋等缺陷。這些缺陷輕則影響絲杠的使用壽命，重則造成絲杠報(bào)廢，因此，了解常見缺陷的預(yù)防措施具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。今天呢，我們就看看畸變?nèi)毕莓a(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。

1、畸變原因

a、加工過程中的殘余應(yīng)力與熱處理應(yīng)力疊加從而增大畸變；未進(jìn)行去應(yīng)力處理或去應(yīng)力處理不充分。

b、采用中頻加熱設(shè)備進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，絲杠表面升溫較快，受熱部位熱膨脹，加熱到彈性狀態(tài)時(shí)會產(chǎn)生畸變，同時(shí)在隨后的冷卻過程中，線長度收縮不均勻，導(dǎo)致彎曲畸變；絲杠淬火加熱溫度越高，時(shí)間越長，硬化層越深，則絲杠畸變越大；感應(yīng)淬火時(shí)熱影響區(qū)越大，則畸變也越大。

2、預(yù)防措施

a、預(yù)備熱處理。絲杠預(yù)備熱處理是為了改善原始組織，以獲得良好的加工性能和減小終熱處理的畸變；并去除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，從而增加絲杠尺寸精度的穩(wěn)定性。

例如，CrWMn鋼絲杠采用感應(yīng)加熱工藝，加熱到930-950℃，空冷至室溫后再進(jìn)行退火，即在770-790℃保溫2h，機(jī)床導(dǎo)軌淬火一體機(jī)型號，爐冷至690-710℃等溫4-8h，再爐冷至500℃出爐空冷。該絲杠經(jīng)上述熱處理后硬度為207-255HBW，珠光體球化級別為2-4級。

b、對感應(yīng)淬火絲杠，在保證硬度范圍和淬硬層深度的前提下，盡量減少淬硬層深度和熱影響區(qū)。

c、淬火前后增加時(shí)效、回火處理，消除冷、熱加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

本文簡單介紹了絲杠畸變?nèi)毕莓a(chǎn)生的原因及預(yù)防措施，希望對您的熱處理工作有所幫助。

試驗(yàn)得出的淬火質(zhì)量的幾個關(guān)鍵原因

采用同一中頻感應(yīng)淬火參數(shù)，對于熱處理項(xiàng)目進(jìn)行檢測，我們發(fā)現(xiàn):

(1)正火工件的感應(yīng)淬火組織，馬氏體較粗大。

(2)正火處理的工件感應(yīng)淬火后硬化層相對于調(diào)質(zhì)硬化層要淺一些。

(3)表面硬度也比調(diào)質(zhì)的低1~3HRC(但是一旦增加感應(yīng)淬火時(shí)間，正火工件和調(diào)質(zhì)工件的表面硬度和硬化層沒有太大的區(qū)別，但是組織相比較更粗)。

(4)正火工件的變形規(guī)律性不強(qiáng)。調(diào)質(zhì)工件變形很小，甚至沒有變化(因此對于以后大批量采用正火作為預(yù)備熱處理的工件，需要熱后加工(主要是長度尺寸)，保證尺寸合格，并且不同鋼材爐號的材料也要做變形試驗(yàn)，保證加工余量。調(diào)質(zhì)工件的加工成本比正火工件的冷加工成本高很多。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)工件首先要正火，就是說多了一道淬火+高溫回火工藝;調(diào)質(zhì)工件粘度高，刀具消耗多，冷加工成本也高(正火增加熱后尺寸修正的成本相對于調(diào)質(zhì)還是低很多)。

(5)調(diào)質(zhì)狀態(tài)的工件硬化層分布較正火狀態(tài)的明顯，正火狀態(tài)的過渡區(qū)較大。用酒精腐蝕觀察正火狀態(tài)的模糊。仔細(xì)觀察正火和調(diào)質(zhì)工件的過渡區(qū)，在調(diào)質(zhì)工件的過渡區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)馬氏體組織，而在正火工件的過渡區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)，間接地證明了對于感應(yīng)加熱，由于加熱時(shí)間短，基體組織越均勻，產(chǎn)生完全奧氏體的可能性越大，冷卻時(shí)產(chǎn)生完全馬氏體的幾率也大。

感應(yīng)加熱是一種快速加熱方式，奧氏體化程度和均勻化程度不僅與原始組織有關(guān)，而且與加熱速度有關(guān)。原始組織越均勻，加熱速度緩慢，完成奧氏體化并均勻化所需的時(shí)間就短，反之則相反。

礦用截齒套的中頻感應(yīng)淬火處理

截齒套是用來裝夾煤炭行業(yè)中截割煤層的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)刀具—截齒的礦用零件，由于工礦條件復(fù)雜，截齒不斷地沖擊和磨損截齒套，導(dǎo)致截齒套折斷及過度磨損失效，且截齒套更換困難、增大成本、消耗時(shí)間、耽誤。長期以來，截齒套一直都在努力提高截齒套的質(zhì)量，從而提高截齒套的壽命，重點(diǎn)就是提高沖擊韌性及增加耐磨性。利用傳統(tǒng)的整體調(diào)質(zhì)處理，采用合適的淬火和回火溫度，可以提高截齒套的韌性，明顯改善截齒套的抗沖擊能力，但由于工藝的局限，隨著截齒套韌性的提高，不可避免地使截齒套的硬度降低，這樣一來，截齒套的內(nèi)孔耐磨性就會下降，這就從另一個方面降低了截齒套的使用壽命。

經(jīng)過中頻感應(yīng)淬火的截齒套的基體硬度也能保證在HRC38~42這個范圍之內(nèi)，其原因是當(dāng)截齒套端面和內(nèi)孔同時(shí)進(jìn)行高頻淬火加熱時(shí)，內(nèi)孔壁距離感應(yīng)器近，此處的溫度高，達(dá)到淬火溫度，由于強(qiáng)烈的熱傳遞，使得外層也被加熱到一定的溫度，從而使這部分受到熱影響的區(qū)域產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變，且基體硬度處于要求范圍之內(nèi)，故在不影響沖擊韌性的前提下提高了內(nèi)孔及端面的硬度。

感應(yīng)淬火后的截齒套的硬度、沖擊韌性及金相組織都非常理想，截齒套的端面和內(nèi)孔都有一定深度的高硬層，可以提高截齒套的耐磨性，而基體的韌性相對于普通調(diào)質(zhì)處理的截齒套有明顯提高，保證截齒套能承受更大的沖擊力而不會斷裂，這樣就保證了截齒套有良好的使用性能，且壽命也會提高，其經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。

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