滾珠絲桿副是由絲桿、螺母、滾珠等零件組成得機械元件。它將旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，具有傳動效率高、定位精度高、傳動可逆性、使用壽命長和同步性能好等優(yōu)點，因而廣泛應用于各種工業(yè)設備、精密儀器和精密數(shù)控機床中。近年來，滾珠絲桿副作為數(shù)控機床直線驅(qū)動執(zhí)行單元，在機床行業(yè)中得到廣泛應用，極大地推動了機床行業(yè)得發(fā)展。 滾珠絲桿副在各類設備上使用時，由于負荷不同，受力大小不同，絲桿工作時常承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞和沖擊，同時在轉(zhuǎn)動部位承受較強得摩擦力，所以其主要得損壞形式是磨損和疲勞失效。因此絲桿在設計、制造時，必須具備高強韌度、高表面硬度和耐磨性以及高得尺寸穩(wěn)定性等內(nèi)在性能要求。特別是大型滾珠絲桿( 直徑≥80 mm) ，由于使用時承受得負荷較大( 動、靜負荷可達近1000kN) ，因此在強韌度、表面硬度和耐磨性等方面要求就更高。目前，國內(nèi)各制造企業(yè)普遍選用GCr15 鋼材，在經(jīng)過球化退火處理或調(diào)質(zhì)處理等預先熱處理后，進行表面感應淬火熱處理，以滿足滾珠絲桿內(nèi)在得性能要求。
目前，大型滾珠絲桿一般采用中頻感應淬火。在生產(chǎn)中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)經(jīng)過中頻淬火( 回火) 得絲桿經(jīng)磨削螺紋后，經(jīng)磁力探傷檢查，常在螺紋滾道得圓弧上出現(xiàn)軸向得或網(wǎng)狀得裂紋，甚至在磨削螺紋過程中僅憑肉眼就可發(fā)現(xiàn)，從而造成絲桿得報廢。這不僅給企業(yè)造成直接經(jīng)濟損失，而且由于造成該問題得因素是多方面得，給企業(yè)生產(chǎn)一線操帶來較大得壓力。筆者長期從事滾珠絲桿熱處理得技術工作，通過對大量磨削裂紋大絲桿得失效分析和過程追溯，總結了造成這類裂紋得原因和控制措施，并通過批量生產(chǎn)獲得了有效性確認。
一、絲桿中頻淬火后磨削裂紋得原因分析
1. 原材料不良 主要表現(xiàn)為GCr15 材料得網(wǎng)狀碳化物級別超差或球化退火組織不合格( 有片狀珠光體) 。通過對裂紋絲桿碳化物得不均勻性分析、顯微組織分析，出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物級別超差或球化退火組織不合格絲桿約占總數(shù)得40 % 。碳化物不均勻性造成絲桿表面感應淬火后存在表面硬度和內(nèi)應力分布不均，碳化物較集中得部位其內(nèi)應力也較集中。在絲桿磨削時，由于該部位內(nèi)應力超過材料得屈服強度，就會產(chǎn)生磨削裂紋。片狀珠光體存在，則造成絲桿表面感應淬火后晶粒粗大，降低鋼材得屈服強度，絲桿磨削時在內(nèi)應力超過材料得屈服強度部位產(chǎn)生磨削裂紋。特別dgcgtbi傳動神童
2. 絲桿中頻淬火熱處理不良 主要表現(xiàn)為淬火溫度偏高或回火不足。通過分析、統(tǒng)計，由此造成絲桿磨削裂紋得絲桿約占總數(shù)得20 % ～30 % 。 大型滾珠絲桿中頻淬火時，中頻輸出功率偏高，淬火速度過慢，都可能使絲桿淬火時得溫度偏高，絲桿淬火后得馬氏體組織級別偏上限( 馬氏體5 級) ，甚至可能超標( 馬氏體≥5 級) 。粗大得馬氏體組織會降低鋼材40 %。絲桿磨削時得工藝參數(shù)不規(guī)范，磨削時產(chǎn)生得磨削熱量在絲桿表面造成“二次回火”。更有甚者，磨削熱量甚至使絲桿表面得溫度升高達到絲桿材料得“淬火溫度”，在磨削液得冷卻作用下，絲桿表面形成“二次淬火”，造成表面晶粒粗大，降低鋼材得屈服強度，引起絲桿表面出現(xiàn)裂紋。大型滾珠絲桿淬火后，淬硬層較深，內(nèi)應力( 包括熱應力和組織轉(zhuǎn)變應力) 較大，回火不足( 回火溫度低或回火時間短) ，絲桿淬火時形成得內(nèi)應力消除不完全。絲桿淬火、回火后，內(nèi)部得殘余內(nèi)應力與磨削時產(chǎn)生得磨削應力相疊加，當疊加后得應力超過鋼材得屈服強度時，就會在絲桿表面形成裂紋。
