滚珠丝杠的热处理工艺概述.docx

滚珠丝杠的热处理工艺概述姚可夫，鲁思渊（清华大学机械工程系，北京，100084）摘要：随着机械制造业的发展，滚珠丝杠由于其所具有的小摩擦阻力和高的传动效率，逐渐取代了滑动丝杠，并被广泛应用于各种机械仪器的制造。对于丝杠性能的获得，热处理工艺起到了关键作用。本文概要介绍了滚珠丝杠的材料选择及热处理工艺，认为GCr15等轴承钢可作为滚珠丝杠的材料；滚珠丝杠一般须经球化退火等预先热处理，才能进行淬硬及低温回火。滚珠丝杠的淬硬工艺是整个丝杠热处理的关键步骤，一般有渗碳淬硬、中频感应淬硬、浸液淬硬和激光表面淬硬等方法。其中感应淬硬等表面淬硬工艺已广泛应用于丝杠的生产，而激光淬硬技术则由于其具有的耗时少，生产效率高等特点，有着很好的发展前景。关键词：滚珠丝杠；热处理工艺；表面淬硬；Summaries of heat treatmentprocedure of steel ball screwYao Ke-fu，Lu Si-yuan（Department of Mechanical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084， China）Abstract: As the development of manufacturing industry, steel ball screw, which have the characteristic of little frictional resistance and high transmission efficiency, have gradually replaced the sliding lead screw. The properties of ball screw are mainly determined by the heat treatment procedure. This paper has summarized the steel type and heat treatment technical of steel ball screw, it shows that the proper steel type of ball screw is GCr15 steel, and some alloy tool steel such as 9Mn2V also can be chosen in manufacturing of ball screw. The pre-heat treatment is necessary before quenching, and as the crucial step, quenching technical mainly determined the mechanical properties and hardness of screw. Typical quenching technical contain carburizing quenching, medium frequency induction hardening, soaking liquid hardening, and laser transition hardening.Keywords: ball screw；heat-treatment technical；quenching technical；丝杠是由不同齿形的牙齿呈螺旋线围绕细长圆柱形轴心而构成的细长零件，它通过螺纹齿所形成的螺旋线传递等分精度与力距，从而实现回转运动与直线运动的相互转化。丝杠按工作时的滑动特性，可分为滑动丝杠与滚珠丝杠两大类。近年来，随着机械制造业的发展，滚珠丝杠由于其具有很小的摩擦阻力和极高的传动效率，逐渐取代滑动丝杠，被广泛应用于各种车床、铣床、镗床等工业设备和精密仪器的制造。轴承寿命是丝杠材料的最主要性能指标。丝杠轴承的疲劳寿命是一个统计概念，即在一定的载荷条件下，用破坏概率与循环次数之间的关系来表示[1,2]。除疲劳寿命之外，丝杠还必须满足高速、重载、精密、长寿的工艺要求。因而要求丝杠具有高强韧性、表面高硬度耐腐蚀，淬透性好、尺寸精度高、尺寸稳定性好等技术指标。表1给出了丝杠钢的性能指标要求。丝杠的性能获得，与丝杠的选材及热处理工艺密不可分，本文就丝杠材料的选择和热处理工艺做一简要概述。表1 丝杠钢的性能指标要求Table 1 Theproperties of ball screw steel丝杠性能要求丝杠应具有的特性对丝杠材料要求耐高荷重抗形变强度高硬度高可进行高速回转摩擦和磨损小耐磨强度高具有互换性尺寸稳定性好纯净度、均匀度好可长期使用具有耐久性疲劳强度好滚珠丝杠的材料选择及性能要求对于提高丝杠材料的疲劳寿命，近20年来，国内