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丝杆淬火热处理,畸变缺陷预防!

丝杠是机床上的重要零件，为了满足工作的需要，许多厂家采用中频加热设备进行淬火热处理。但是，在热处理过程中，受各方面因素的影响，丝杠可能产生畸变、变形、裂纹等缺陷。这些缺陷轻则影响丝杠的使用寿命铜棒料在线退火设备，重则造成丝杠报废钢筋在线退火设备，因此，了解常见缺陷的预防措施具有非常重要的现实意义。今天呢，我们就看看畸变缺陷产生的原因及预防措施。

1、畸变原因

a、加工过程中的残余应力与热处理应力叠加从而增大畸变；未进行去应力处理或去应力处理不充分。

b、采用中频加热设备进行感应加热时，丝杠表面升温较快，受热部位热膨胀，加热到弹性状态时会产生畸变，同时在随后的冷却过程中，线长度收缩不均匀铜棒料在线退火设备，导致弯曲畸变；丝杠淬火加热温度越高，时间越长，硬化层越深，则丝杠畸变越大；感应淬火时热影响区越大，则畸变也越大。

2、预防措施

a、预备热处理。丝杠预备热处理是为了改善原始组织钢棒在线退火设备，以获得良好的加工性能和减小终热处理的畸变；并去除内应力，稳定组织，从而增加丝杠尺寸精度的稳定性。

例如，CrWMn钢丝杠采用感应加热工艺，加热到930-950℃，空冷至室温后再进行退火，即在770-790℃保温2h，炉冷至690-710℃等温4-8h，再炉冷至500℃出炉空冷。该丝杠经上述热处理后硬度为207-255HBW，珠光体球化级别为2-4级。

b、对感应淬火丝杠，在保证硬度范围和淬硬层深度的前提下，尽量减少淬硬层深度和热影响区。

c、淬火前后增加时效、回火处理，消除冷、热加工产生的残余应力。

本文简单介绍了丝杠畸变缺陷产生的原因及预防措施，希望对您的热处理工作有所帮助。

滚珠丝杠中频感应加热淬火工艺分析

丝杠表面淬火硬度58~64HRC，两端允许留一个导程的软带，丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深1.6~2.4mm，淬火后丝杆弯曲度小于1.0mm。试样预备热处理为820℃正火+620℃回火。根据丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深度要求，电源应采用IGBT感应加热电源比较合适。按工件材质、形状和尺寸等技术要求，选用连续加热和连续喷冷的方式进行淬火。加热时工件旋转，淬火温度在900~950℃范围内，用红外线测温仪测温；淬火加热时间非常短，因是感应加热，加热速度极快，工件加热到温后喷冷淬火，淬火加热时间受感应器上移速度决定，上移速度越快，淬火加热时间越短。喷冷介质采用聚乙烯醇水溶液，回火方式采用油浴回火，回火温度(180±10)℃，回火时间(5~6)h。

当工件被喷水冷却时，上下滚轮又能夹持工件，使其不因淬火应力的作用而变形，从而对丝杠起到减少变形的作用。在淬火时降低感应器及淬火校正工装向上的移动速度，淬火时间会延长、淬火温度会升高、加热深度会加深，使丝杠表面淬火后硬化层加深及表面硬度升高，从而保证满意的硬化层深度及表面硬度。当工件连续加热淬火时，上下两组滚轮随着感应器上下移动，并随工件的旋转产生连续的校正作用。采用工装中频淬火，变形，淬硬层深度及硬度也更加均匀。

双频齿轮感应淬火生产线技术原理分析

下面两点介绍一条内齿轮及齿轮的双频感应淬火生产线原理。

1、内齿轮感应淬火原理

此线内齿轮每次卸下一件，由相对而立的两个气缸操纵。当工件处于1号装料位置，一个接近开关动作，使气动往复杆推工件到淬火工位。此工位有一个可变速度的伺服驱动及垂直扫描的托架。齿轮到达淬火工位，另一个接近开关动作，于是，立式扫描器将内齿轮从往复杆上托起，并把工件放到感应器下面的定向位置。有两个接近开美用作的定位指示，如果定错位置，工件即回到往复杆，以便再次装料。错位1s后中频炉即停止运转，与此同时,一个诊断犀示屏幕指示出工件不在淬火工位。如果内齿轮定位正确，为工件定向工位所接受，扫描机构将把它送入感应器。一但感应器位于内齿轮中，中频电源开始进行加热，工件旋转．同时扫描机构使工件下降，使感应器扫描并预热内齿轮的全长。中频预热完成后，扫描上升，回到原来位置，电源转换开关转接刭高频电源，工件再次旋转下降，将预热过的齿轮用高频进行扫描并淬火。淬火后的内齿轮降下到往复杆后，往复杆推工件到圆火工位，其定位信号动作与淬火工位相同。回火是一次加热方式，回火时工件是旋转着的。回火功率较小，是在齿轮高频淬火的闻段时间进行的。回火工序完成后，齿轮降到往复杆上，推向冷却工位，由喷淋头冷却到装卸温度，然后工件被推向分检工位（合格或剔出）。剔出是由许多检测装置所确定的。如果内齿轮被确定剔出，则装在侧面的一个气动卸料杆将水平地将该齿轮推动，并滑到剔出卸料箱；如果齿轮合格则推到出料箱。

半轴淬火机床表面淬火存在问题及今后改进设想

半轴淬火机床淬火经过多次摸索试验及小批,证明采用变参数的连续淬火法能够得到符合设计要求的均匀淬火层, 但是, 在具体中也暴露了一些问题,影响淬火质量的稳定。

起始部位端面间隙的调整困难, 调大了,端面到温滞后太多, 侧面出现过热现象, 调小了, 又会接触端面引起打火, 零件。 靠操作者肉眼观察, 手工控制常出问题。加限位器控制则由于半轴长度方面精度不严, 而间隙影响又敏感, 难见收效。

改进设想: 感应器本身涂 0.2 mm 左右厚绝缘层( 搪瓷等无机涂料) , 或上下与机床绝缘, 使半轴处于电悬浮状态。这样一来, 即使感应器接触上工件也不会引起打火, 操作安全、方便。其次, 操作程序较复杂, 每次淬火都需专人调整电参数, 若调整不及时还将有可能产生温度过高过低现象, 影响淬火质量。改进设想: 调整旋钮和仪表移至操纵盘附近, 方便调节, 或机床加装拨动开关, 到位即自动调节。另一种设想是设计一种装配式 可 调 间 隙 感 应器, 在淬火操作过程中自动调整好间隙至Z佳状态,如能大批量, 能研究出此种全新感应器是比较理想合算的。笔者认为, 作出一些改进之后, 半轴中频感应加热淬火将可达到半机械化的水平, 满足大批量的要求。

冠形扇齿叠加式扫描感应淬火工艺

汽车变速器驻车系统冠形扇齿是采用感应淬火的方法对精密冲压后的零件齿部表面进行强化处理。传统的感应淬火方式是单件同时淬火,存在效率低,零件变形量大,废品率高,个别齿端硬度不均等问题。

嵌入式单件感应淬火工艺冠形扇齿的基体材料为45钢,加工工艺为:45钢卷料精密冲压成形,然后齿面高频感应淬火,再低温回火后激光焊接而成。嵌入式单件感应淬火的工艺为:人工单件装卸工件,感应器不动,工件深入感应器内,齿片上下两侧面感应加热;工艺参数为直流电压170V,直流电流160A,加热时间为3s,喷射水冷却,冷却时间3s。冠形扇齿叠加式扫描感应淬火工艺精冲零件无论外形轮廓还是中心孔,尺寸精度非常高,结合轴的连续感应淬火工艺考虑,设想使用夹具将单个工件叠加起来并两端锁紧,使之成为一个类似“异形轴”装夹在淬火机床工位,工位在机床控制下上下移动,感应器固定不动,对工件淬火面进行扫描淬火,这样将会大大减少机内装卸、冷却时间。