精密磨床主軸熱處理工藝設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程-文庫(kù)吧資料
2025-07-01 19:28本頁(yè)面
【正文】 淬火加高溫回火組成的。它的工藝流程是：入口→加熱爐→淬火槽→清洗設(shè)備→回火爐出口。箱式電阻爐是熱處理生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用最廣泛的加熱設(shè)備。氣體介質(zhì)有氧化性氣氛、惰性氣氛、滲碳?xì)夥?、滲氮?dú)夥盏?。?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。有時(shí)，由于氧化也可能呈藍(lán)色或黃色，但一般不影響使用。 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(guò)熱蒸汽、氣體燃燒產(chǎn)物等的腐蝕。多段滲氮是在整個(gè)滲氮過(guò)程中按不同階段分別采用不同溫度、不同氨分解率、不同時(shí)間進(jìn)行滲氮和擴(kuò)散。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)。 氣體滲氮可采用一般滲氮法（即等溫滲氮）或多段（二段、三段）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。它適用于38CrMoAl等滲氮鋼。38CrMoAlA鋼主軸滲氮采用氣體滲氮法。這些氮化物具有很高的硬度、熱穩(wěn)定性和很高的彌散度，因而可使?jié)B氮后的鋼件得到高的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗咬合性、抗大氣和過(guò)熱蒸汽腐蝕能力、抗回火軟化能力，并降低缺口敏感性。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鋼的滲氮工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則1．38CrMoAlA鋼主軸滲氮工藝在一定溫度下（一般在Ac1以下），是活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝，稱為滲氮。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。 38CrMoAlA鋼的去應(yīng)力退火工藝?yán)碚摶A(chǔ)、原則1. 38CrMoAlA鋼的去應(yīng)力退火為了去除塑性變形加工、切削加工或焊接造成的內(nèi)應(yīng)力及鑄件內(nèi)存在的殘留內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的退火稱為去應(yīng)力退火。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。制定鋼的回火工藝時(shí)，根據(jù)鋼的化學(xué)成分、工件的性能要求以及工件淬火后的組織和硬度來(lái)正確選擇回火溫度、保溫時(shí)間、回火后冷卻介質(zhì)等，以保證工件回火后能獲得所需要的組織性能。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℃。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體，此外，還有少量殘余奧氏體和未溶的第二相。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(guò)高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。如果含碳量過(guò)高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠；如含碳量過(guò)低，韌性提高而強(qiáng)度不足。 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。一般情況下，碳鋼可以按工件有效厚度每25毫米為一小時(shí)來(lái)計(jì)算，合金鋼可以按工件的有效厚度每20毫米一小時(shí)來(lái)計(jì)算保溫時(shí)間，加熱時(shí)間應(yīng)為2～3小時(shí)左右。由鐵碳合金相圖如圖7可知38CrMoAlA鋼的加熱溫度范圍為980～1030℃。加熱溫度過(guò)低先共析鐵素體未能全部溶解而達(dá)不到細(xì)化晶粒的作用，加熱溫度過(guò)高會(huì)造成晶粒粗化惡化鋼的力學(xué)性能。38CrMoAlA鋼滲氮工藝曲線如圖6所示。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鋼去應(yīng)力退火工藝曲線如圖5所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，去應(yīng)力退火工藝的應(yīng)用比上述定義廣泛得多。圖4為38CrMoAlA鋼調(diào)質(zhì)處理工藝曲線。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，使鋼件有很高的韌性和足夠的強(qiáng)度，具有良好的綜合機(jī)械性能。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。正火的目的是為了細(xì)化晶粒、改善組織，提高切削加工性能，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。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。用棒料鐓粗后經(jīng)切削加工制成的主軸，有一定的耐磨性和抗震性，較高精度，與滑動(dòng)軸承相配的軸頸位置有較高的硬度和耐磨性。2. 鍛造工藝設(shè)計(jì)造滲氮主軸的毛坯經(jīng)過(guò)鍛造后獲得基本的形狀。 38CrMoAlA鋼的C曲線通過(guò)查找《熱處理手冊(cè)》獲得38CrMoAlA鋼的C曲線如下圖1所示，成分如表1。調(diào)質(zhì)主軸僅適用于部分重型機(jī)床或低速機(jī)床。局部淬火主軸一般選用中碳結(jié)構(gòu)鋼，硬度要求高的可選用高碳結(jié)構(gòu)鋼。 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。例如，銑床主軸常需調(diào)換道具，磨床頭尾架主軸常需調(diào)換卡盤(pán)和頂尖，磨床砂輪主軸常需調(diào)換砂輪等，在裝卸中都易使錐面拉毛磨損，影響精度，故也需硬化處理。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。咬死現(xiàn)象一旦發(fā)生，則主軸運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降，磨
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