随着機械制造業的發展,由于摩擦阻力小,傳動效率高,滾珠絲杠逐漸取代滑動絲杠,廣泛應用于各種機械儀器的制造。熱處理工藝在獲得滾珠絲杠的性能方面起着關鍵作用。
對于提高滾珠絲杠材料的疲勞壽命,近 20 年來,國内外開展了大量研究工作。最新研究結果表明,鋼中的夾雜物和碳化物缺陷作為鋼種已存在的裂紋,在外應力的誘導下容易向内擴散,顯著降低材料的疲勞壽命。 因此,在選擇滾珠絲杠材料時,應嚴格控制和消除鋼中的夾雜物和缺陷,提高鋼的純度和組織均勻性。 根據文獻,為了保證軸承鋼的質量,國家行業已頒發(更換)許多軸承鋼生産許可證,對國内主要軸承鋼制造商的産品質量提出了更高的要求,也使制造商采用大容量電弧爐和真空精煉設備生産軸承鋼,确保滾珠絲杠鋼的質量。
滾珠絲杠的性能要求有:
1)高硬度,為保持精度,一般要求硬度達HRC58~62;螺母内螺紋滾道則要求硬度為HRC60~64。
2)高強度,滾珠絲杠副要求有高的承載能力,并能帶動重的負荷做精确運動,一般都要求其抗拉強度σb≥700MPa。
3)良好的韌性,要選用高韌性的鋼材,表面又要達到一定的硬度和耐磨性。
4)良好的精度穩定性。
5)良好的熱處理性能。
滾珠絲杠在工作過程中,要受到鋼球點應力的疲勞作用,因此需要容易淬硬,且能得到一定深度的淬硬層,同時淬火時不易變形,開裂。 根據上述工件的服役條件及性能要求,常用的滾珠絲杠材料有低碳滲碳淬硬鋼(如20CrMo,20CrMnTi等),軸承鋼(如GCr15等),中碳合金鋼(如37MnSi,42Cr,42CrMo等)。由文獻可知,GC r15鋼具有優良的綜合性能,被廣泛應用于滾珠絲杠的制造。另外,一些合金工具鋼,如9Mn2V等,由于其淬硬性和淬透性較好,且回火穩定性較高,也逐漸應用于滾珠絲杠的制造。
滾珠絲杠的預先熱處理:
因為滾珠絲杠大多采用表面硬化來提高其高耐磨性、疲勞壽命和機械強度。無論是低碳鋼的鐵素體帶狀偏析,還是軸承鋼和中碳合金鋼中網狀滲碳體的分布,都會顯著降低材料的韌性和硬化後零件的性能。因此,滾珠絲杠材料在硬化前的預熱處理至關重要。滾珠絲杠的類型【上海慧騰】
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