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为什么机械丝杆中频淬火后磨削会出现裂纹

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目前,机械丝杆一般采用中频感应淬火,在生产中,经常会发生经过淬火(回火)的丝杆经磨削螺纹后,经磁力探伤检查,常在螺纹滚道的圆弧上出现轴向的或网状的裂纹,甚至在磨削螺纹过程中仅凭肉眼就可发现,从而造成丝杆的报废。这不仅给企业造成直接经济损失,而已由于造成该问题的因素是多方面的,给企业生产一线操作者带来较大的压力。 

海曙连增长期从事滚珠丝杆热处理的技术工作,通过对大量磨削裂纹大丝杆的失效分析和过程追溯,总结了大量造成这类裂纹的原因和控制措施,并通过批量生产获得了有效性的确认。
1、原材料不良 
主要表现为CCr15材料的网状碳化物级别超差成化退火组织不合格(有片状珠光体)。通过对裂纹丝秆碳化物的不均匀性分析,显微组织分析,出现网状碳化铛级别堪差或球化退火组织不合格丝杆约占总致的40%。 

碳化物不均匀性造成丝杆表面感应淬火后存在表面硬度和内应力分布不均,碳化物较集中的部位其内应力也较集中。在丝杆磨削时,由于谈部位内应力超过材料的屈服强度、就会产生磨削裂纹。片状珠光体存在,则造成丝杆表面感应淬火后晶粒粗大,降低钢材的屈服强度,丝杆打磨削时在内应力超过材料的屈服强度部位产生磨削裂纹。

 

2、丝杆中频淬火热处理不良 
主要表现为淬火温度偏高或回火不足。通过分析、等统计,由此造成丝杆磨削裂纹的丝杆约占总数的20%-30%。

机械丝杆中频淬火时,中频输出功率偏高,淬干内火题厦过慢,都可能使丝杆淬火时的温度偏高,丝杆淬火速度过慢,都可能使丝杆淬火时的温度偏高,丝杆淬火后的马氏体组织级别偏上限(马氏体5级),甚至可超标(马氏体缸5缀)。粗大的马氏体组织会降低钢材向强厦和韧性,丝杆磨削时在内应力超过钢材的屈服强匿部位产生磨削裂纹。

机械丝杆淬火后,冷硬层较深,内应力(包括热应力和组织转变应力)较大,回火不足(回火湿度低或回火时间短)、丝杆淬火时形成的内应力清除不完全。 
丝杆淬火、回火后,内部的残余内应力与磨削时产生的磨削应力相叠加,当叠加后的应力超过钢材的屈服强度时,就会在丝杆表面形成裂纹。 
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