精密磨床主軸熱處理工藝設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程-wenkub
2023-07-10 19:28:35 本頁(yè)面
【正文】 與學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)7天：1），2），3）失效形式、4），5），6），7）熱處理工藝設(shè)計(jì)2天，8）工藝的理論基礎(chǔ)、9），10），11），設(shè)計(jì)驗(yàn)收1天。這一類零件重要的要求是能保持高的精度，因此在性能上與滲碳有所區(qū)別，為了滿足這些性能的要求，常常采用中碳鋼(38CrMoAlA、35CrMo)經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)、去應(yīng)力退火、滲氮的熱處理工藝，~，硬度大于等于850HV。根據(jù)主軸的工作條件，失效形式及性能要求，本設(shè)計(jì)選擇的主軸材料為38CrMoAlA滲氮鋼，在設(shè)計(jì)正火調(diào)質(zhì)去應(yīng)力退火滲氮熱處理工藝中，本設(shè)計(jì)借鑒了《熱處理技師手冊(cè)》，《金屬熱處理原理與工藝》，《熱處理手冊(cè)》等。與滑動(dòng)軸承相配的軸頸可能發(fā)生咬死（又稱抱軸），使軸頸工作面咬傷，甚至咬裂，這是磨床砂輪主軸常見的失效形式之一。實(shí)踐證明：抗咬死能力依65Mn鋼中頻加熱淬火→GCr15鋼中頻加熱淬火→38CrMoAlA鋼滲氮順序提高。 主軸材料的選擇主軸依用材和熱處理方式可分為四種方式，即局部淬火方式、滲碳主軸、滲氮主軸和調(diào)質(zhì)主軸。調(diào)質(zhì)主軸僅適用于部分重型機(jī)床或低速機(jī)床。2. 鍛造工藝設(shè)計(jì)造滲氮主軸的毛坯經(jīng)過鍛造后獲得基本的形狀。表3 38CrMoAlA鋼的熱加鍛造工藝規(guī)范項(xiàng)目Ac1（Ar1）Ac3加熱溫度始鍛溫度終鍛溫度鋼坯800℃（730℃）940℃1180℃1180℃850℃圖2是38CrMoAlA主軸零件圖。溫度/℃3h930～970℃空冷0時(shí)間/h圖3 38CrMoAlA鋼熱處理工藝曲線2. 38CrMoAlA鋼的調(diào)質(zhì) 淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。圖4為38CrMoAlA鋼調(diào)質(zhì)處理工藝曲線。38CrMoAlA鋼去應(yīng)力退火工藝曲線如圖5所示。38CrMoAlA鋼滲氮工藝曲線如圖6所示。由鐵碳合金相圖如圖7可知38CrMoAlA鋼的加熱溫度范圍為980～1030℃。 38CrMoAlA鋼的調(diào)質(zhì)工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則1. 38CrMoAlA鋼的調(diào)質(zhì)工藝調(diào)質(zhì)常常應(yīng)用在中碳結(jié)構(gòu)鋼，也用在低合金鑄鋼中。調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織，通過高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。淬火加熱溫度主要根據(jù)鋼的臨界點(diǎn)來(lái)確定，38CrMoAlA鋼屬于中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，淬火加熱溫度為Ac3以上50～100℃，根據(jù)圖7可得38CrMoAlA鋼淬火溫度為920~940℃。對(duì)于具有第二類回火脆性的某些合金，高溫回火后應(yīng)進(jìn)行油冷或空冷，以抑制回火脆性。去應(yīng)力退火時(shí)間與退火溫度有關(guān)，研究表明，在450℃退火只有50%的應(yīng)力得到消除，而要使內(nèi)應(yīng)力完全消除，在600℃需15h，在650℃只需1h，為了不致使去應(yīng)力退火后冷卻時(shí)再發(fā)生附加殘留應(yīng)力，應(yīng)緩冷到500℃以下出爐空冷，大截面工件需緩冷到300℃以下出爐空冷。傳統(tǒng)的氣體滲氮是把工件放入密封容器中，通以流動(dòng)的氨氣并加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間后，氨氣熱分解產(chǎn)生活性氮原子，不斷吸附到工件表面，并擴(kuò)散滲入工件表層內(nèi)，從而改變表層的化學(xué)成分和組織，獲得優(yōu)良的表面性能。38CrMoAlA鋼主軸滲氮采用氣體滲氮法。滲氮溫度低，工件畸變小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如鏜床鏜桿和主軸、磨床主軸、氣缸套筒等。溫度一般在480～530℃之間，氨氣分解率為18～40％，保溫時(shí)間近80小時(shí)。 還有以抗蝕為目的的氣體滲氮，滲氮溫度在600～650℃之間，～，氨分解率為40～50％，工件表層可獲得化學(xué)穩(wěn)定性高的化合物層，防止工件受濕空氣、過熱蒸汽、氣體燃燒產(chǎn)物等的腐蝕。經(jīng)滲氮后，從表面到心部形成一個(gè)濃度梯度層，如果緩冷下來(lái)，表面為白亮層相化合物層，次表層深色區(qū)域?yàn)楹魇象w，心部組織為回火索氏體。箱式電阻爐是熱處理生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣泛的加熱設(shè)備。圖8 箱式電阻爐示意圖調(diào)質(zhì)是由淬火加高溫回火組成的。箱式電阻爐。圖10為大型井式氣體滲氮爐。3．?dāng)?shù)字式溫度顯示儀表：面板是數(shù)字溫度儀表：RY2312，測(cè)量范圍：01300℃。2．壓板 38CrMoAlA鋼主軸熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求1．外觀檢查表面色澤均勻，正常顏色是淺灰色或無(wú)光澤，不得有銹亮點(diǎn)、亮塊或軟塊，不允許有裂紋、剝落、傷痕、銹斑等。4．硬度檢查 在淬火后檢查包括滲層表面、防滲部位及心部硬度，用維氏硬度測(cè)量。2）返修方法重新正火。3．過熱或過燒缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施鋼加熱時(shí)，由于加熱溫度過高或加熱時(shí)間過長(zhǎng)，使晶界氧化或局部熔化。降低淬火溫度，提高零件出油溫度，或提高淬火油的溫度，降低車削加工表面粗糙度，增加去應(yīng)力工序，減少表面脫碳等可防止裂紋產(chǎn)生。3．硬度過高缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施主要是由于加熱溫度過高、冷卻速度過快，等溫溫度過低，時(shí)間過短，使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變溫度過低或轉(zhuǎn)變不完全所造成的。5．回火脆性缺陷及其預(yù)防、補(bǔ)救1）形成原因及防止措施主要原因是由于所選回火溫度不當(dāng)，或回火冷卻速度不夠（第二類回火脆性）所致。只要不是長(zhǎng)時(shí)間超溫、超分解率中斷供氨不必將滲氮層脫掉。2)返修方法更換氨干燥劑，加大調(diào)質(zhì)件加工余量，表面不得有脫碳、貧碳，按技術(shù)要求進(jìn)行退氨處理，降低含氮量。 熱處理工藝 38CrMoAlA鋼正火工藝卡熱處理工藝卡零件名稱精密磨床主軸材料38CrMoAlA溫度/℃3h930～970℃空冷0時(shí)間/h熱處理類型正火處理熱處理硬度工藝設(shè)計(jì)祝曉琴加熱溫度℃930~970℃加熱速度℃/h審 核于景媛保溫時(shí)間3h冷卻速度℃/h日 期 38CrMoAlA鋼調(diào)質(zhì)工藝卡熱處理工藝卡零件名稱
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