精密滾珠絲杠表面感應(yīng)加熱淬火工藝研究.pdf

1、精密滾珠絲杠副是精密機(jī)械定位與傳動的關(guān)鍵功能部件，其同時(shí)兼具高精度、高效率和可逆性等優(yōu)點(diǎn)。作為關(guān)鍵部件之一，滾珠絲杠的表面硬度和耐磨性是保持滾珠絲杠副精度的重要因素。目前，國內(nèi)滾珠絲杠采用的感應(yīng)加熱淬火工藝普遍存在淬硬層淺、硬度梯度分布不合理、變形大等問題，因而制約了精密滾珠絲杠的定位精度等可靠性能指標(biāo)提升。
　　本文參考國際滾珠絲杠常用的50CrMo4鋼，選用國產(chǎn)55CrMo鋼作為制造Φ80mm規(guī)格的滾珠絲杠材料。針對滾珠絲杠感

2、應(yīng)淬火時(shí)因滾道部位的漏磁現(xiàn)象而導(dǎo)致硬度分布不合理問題，提出對車絲絲杠采用傾斜30°單匝感應(yīng)圈的感應(yīng)加熱淬火工藝和對絲杠光桿采用四匝感應(yīng)圈的感應(yīng)加熱淬火工藝。通過顯微組織觀察、顯微硬度及硬度分布曲線測量、疲勞試驗(yàn)和失效分析，分別對Φ80mm規(guī)格50CrMo4鋼和55CrMo鋼制車絲絲杠和絲杠光桿的感應(yīng)加熱淬火工藝質(zhì)量進(jìn)行了綜合對比分析和研究，結(jié)果表明:
　　(1)國產(chǎn)55CrMo鋼與50CrMo4鋼的化學(xué)成分相近，均具有較高的淬透性

3、。經(jīng)預(yù)先調(diào)質(zhì)熱處理后，國產(chǎn)55CrMo鋼中的回火索氏體組織更均勻、細(xì)小，有利于后續(xù)表面感應(yīng)加熱淬火工藝的進(jìn)行。但是，Φ80mm55CrMo鋼滾珠絲杠采用企業(yè)現(xiàn)行的表面感應(yīng)加熱淬火工藝無法獲得理想的淬硬層組織及硬度分布梯度，而滾道底部硬度過低則明顯降低了耐磨性和抗接觸疲勞性能。
　　(2)車絲絲杠采用傾斜30°單匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)淬火工藝處理后，其滾道底部的淬火效果有所改善。而絲杠光桿采用四匝感應(yīng)線圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝處理后，淬

4、火效果明顯改善，其淬硬層深度明顯增加，淬硬層組織中未溶碳化物分布均勻，提高了耐磨性及抗接觸疲勞性能。
　　(3)Φ80mm55CrMo鋼絲杠光桿采用四匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝優(yōu)化參數(shù)是:功率160kW、淬火速度240mm/min、冷卻液濃度7.5％、冷卻距離35mm。絲杠光桿經(jīng)此優(yōu)化淬火工藝處理后，表面淬火效果最好。
　　(4)疲勞試驗(yàn)和失效分析的綜合結(jié)果表明，Φ80mm55CrMo鋼滾珠絲杠副的疲勞壽命可以滿足額定壽