滾珠絲杠原材料預(yù)先熱處理及組織性能一致化研究.pdf

1、本文基于目前國產(chǎn)滾珠絲杠容易產(chǎn)生疲勞裂紋、冷熱加工工藝性能差，最終導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性差，使用壽命短的現(xiàn)狀，針對(duì)滾珠絲杠原材料預(yù)先熱處理工藝，引入正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化熱處理工藝參數(shù)，同時(shí)通過定量金相的方法，量化表征熱處理效果，最終獲得均勻的組織，便于后續(xù)的加工，提高滾珠絲杠的成品性能。主要研究內(nèi)容包括：
　?、艑?duì)現(xiàn)有某型號(hào)國產(chǎn)滾珠絲杠用GCr15進(jìn)行取樣檢測(cè)，結(jié)果表明，球化退火態(tài)存在少量片層狀珠光體和較大碳化物顆粒，碳化物分布不均勻;表

2、面淬火態(tài)過渡層硬度梯度分布波動(dòng)大，淬硬層深度不合理;成品態(tài)存在較為明顯的帶狀組織?？梢酝茢嗬錈峒庸ぬ幚砬霸牧系慕M織均勻性較差。
　?、平柚趻呙桦婄R、顯微硬度檢測(cè)等，對(duì)滾珠絲杠用GCr15不同熱處理?xiàng)l件下的等溫退火效果進(jìn)行了研究，并通過定量金相的方法分析統(tǒng)計(jì)碳化物的形貌與分布，結(jié)合硬度分布及定量金相統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)GCr15軸承鋼在不同工藝參數(shù)下等溫球化退火后的組織均勻性進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，GCr15軸承鋼在790℃奧氏體化、冷

3、卻速率20℃/h的條件下，硬度分布最均勻，球化退火效果最好。此時(shí)碳化物平均粒徑標(biāo)準(zhǔn)差最小，平均長短軸比值不大于2.1、顆粒圓度不小于0.17、粒徑為0.5～1.1μm的碳化物所占百分比約為50％。此方法可定量評(píng)定GCr15軸承鋼的球化質(zhì)量級(jí)別，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有一定指導(dǎo)意義。
　?、歉鶕?jù)離異共析原理，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證快速球化退火工藝。結(jié)果表明，GCr15軸承鋼在790～830℃奧氏體化并保溫10min，在較快的冷速250℃/h的條件下，同樣可

4、達(dá)所需的球化效果，工藝時(shí)間較等溫球化縮短了一半以上，減少了能源的消耗。
　?、冉Y(jié)合工廠生產(chǎn)流程，引入正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將預(yù)先熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得出結(jié)論:淬火加熱時(shí)的奧氏體化溫度對(duì)預(yù)先熱處理的效果影響最為顯著，回火溫度次之;最佳預(yù)先熱處理方案為2個(gè)周期790℃保溫1h，120℃/h冷卻至720℃等溫1h，650℃出爐空冷的周期球化退火、820℃保溫50 min，180℃等溫油淬10min，600℃回火240min的調(diào)質(zhì)處