螺杆的表面处理的新方法

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目前提高螺杆耐磨损和耐腐蚀的方法主要有两个方面:一是通过热处理提高螺杆表面硬度;二是使用硬质合金螺杆表面。当前主要使用的提高螺杆寿命的工艺有:表面氮化、镀硬铬、表面火焰淬硬、高频淬硬、表面喷涂、喷焊、堆焊、真空镀覆和激光处理等。其工艺特点如下。

一、表面氮化工艺

螺杆推荐钢38CrMoAlA的氮化技术有:盐溶液氮化、气体氮化和离子氮化。其中以离子氮化为最佳,经离子氮化的螺杆使用寿命比气体氮化螺杆长1~2倍。螺杆氮化时,氮原子进入钢的表面层,与合金元素相结合形成坚硬的氮化物,其表面硬度HV900~1100,使螺杆具有高耐磨损性。

二、电镀硬铬工艺

镀硬铬是提高单螺杆和锥形双螺杆表面耐磨性的一种方法。螺杆材料可选用40Cr或45#钢。镀铬层厚一般为0.05~0.2mm,表面硬度HV1000~1100,相当于洛氏硬度HRC66~77。电镀硬铬层的优点是:摩擦系数低、硬度高、化学稳定性好,在高温下能保持镀层硬度。

螺杆在镀铬前,要经过磨削加工,各处的尖角应倒圆。尤其是螺纹脊处必须为小圆角,否则由于镀铬的边缘效应,产生粗晶颗粒,成为铬层剥落的起点。螺杆镀铬后,应进行热处理。如在热矿物油或空气中(180~250℃)停留2~3h,这样有利于提高镀铬层的韧性和结合强度。

三、高速钢整体淬火工艺

目前高速钢常被用来制造螺杆元件,常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。经球化退火后其切削性能好,淬火后整体具有较高的硬度(HV930~950)和耐磨性。相比之下,W6Mo5Cr4V2的韧性和耐磨性优于W18Cr4V。高速钢螺杆元件由于整体淬透,表面易被杂质或体积较大的高硬度填充颗粒崩裂,因此高速钢热处理既要保证硬度又要尽量提高韧性,处理时应选用下限预热温度,适当降低淬火温度,使淬火后组织的晶粒度在1011.5之间,目前常采用一次分级等温淬火工艺。

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