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滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件,随着科学技术的发展,对这类零部件的精度要求也在逐渐提高,即对滚珠丝杠的精度保持性提出了越来越高的要求。滚珠丝杠的硬度和耐磨性是丝杠保持精度的必要条件,因此硬度和耐磨性的提高成为了提高丝杠精度的重要研究内容。本文主要研究感应淬火条件对滚珠丝杠组织和硬度的影响,探究影响组织、硬度、耐磨性的因素,分析不同工艺条件下,不同磨损条件(载荷、摩擦速度和磨损时间)的磨损机理,以期为提高滚珠丝杠的精度提供理论和技术支持。 本文通过将导磁体填充涂覆到滚珠丝杠的沟槽内,使其形状与光杠类似,对其进行表面感应淬火处理。对比涂覆导磁体和常规感应淬火试样的组织与性能并比较了不同功率淬火试样的组织性能。研究表明:淬火后的组织为高碳针状M+Ar,当功率增大为45kW时,组织中出现了粒状碳化物。在功率40kW下,常规感应淬火后测得残余奥氏体的含量为11.8%,涂覆导磁体后感应淬火试样的残余奥氏体含量为7.5%左右。导磁体的增加有效的降低了残余奥氏体的含量。导磁体并未引起显微硬度的提高,表面硬度均在1000HV左右,但是导磁体的增加显著改变了显微硬度的分布,使得显微硬度沿着丝杠轮廓和深度的分布更加均匀,淬火试样的耐磨性与原材料相比提高了2.5~4倍,涂覆导磁体的耐磨性明显优于未加导磁体的,并且随着磨损时间的延长,涂覆导磁体的试样磨损速率减小,而未加导磁体的磨损速率变动比较大。 感应淬火试样的磨损形式是磨粒磨损和剥层磨损,涂覆导磁体后磨损主要是薄而浅的剥层磨损,因组织、硬度、未溶的颗粒状MC均匀,其犁沟磨痕浅,微裂纹不易扩展,在挤压力的反复持续作用下,不易出现疲劳裂纹,也不产生大的塑性变形和较深的犁沟。实际磨损条件下,载荷、摩擦速度和磨损时间影响磨损机理。随着载荷的增大,摩擦系数是从0.9→0.7逐渐降低的,主要磨损形式由磨粒磨损向剥层磨损转变;磨损速度越高,摩擦系数增大,主要的磨损形式由磨粒磨损转变为轻微氧化磨损。同时也发现随着磨损时间的延长,摩擦系数由波动达到稳定,稳定后的摩擦系数在0.9左右。