La paire de vis à billes est composée d'une vis, d'un écrou, d'une bille et d'autres parties des composants mécaniques.Il fera pivoter le mouvement, changera le mouvement linéaire ou changera le mouvement linéaire pour faire tourner le mouvement, présente les avantages d'une efficacité de transmission élevée, d'une précision de positionnement élevée, d'une réversibilité de la transmission, d'une longue durée de vie et de bonnes performances de synchronisation, il est donc largement utilisé dans divers équipements industriels, instruments de précision et machines-outils CNC de précision.Ces dernières années, la paire de vis à billes, en tant qu'unité d'exécution d'entraînement linéaire de la machine-outil nc, a été largement utilisée dans l'industrie des machines-outils, favorisant grandement le développement de l'industrie des machines-outils.
Paire de vis à billes utilisée dans divers équipements, en raison de la charge différente, la taille de la force est différente, le travail de la vis supporte souvent la flexion, la torsion, la fatigue et l'impact, en même temps dans la partie tournante de la forte force de frottement, donc son principal la forme de dommage est l'usure et la fatigue.Par conséquent, la vis doit avoir une résistance et une ténacité élevées, une dureté de surface et une résistance à l'usure élevées, ainsi qu'une stabilité dimensionnelle élevée et d'autres exigences de performances internes lorsqu'elle est conçue et fabriquée.En particulier pour les grandes vis à billes (diamètre ≥ 80 mm), en raison de la forte charge (la charge dynamique et statique peut atteindre près de 1000 kN), les exigences en matière de résistance et de ténacité, de dureté de surface et de résistance à l'usure sont plus élevées.À l'heure actuelle, les fabricants nationaux choisissent généralement l'acier GCr15, après le traitement de recuit ou de revenu de sphéroïdisation et d'autres traitements de préchauffage, traitement thermique de trempe par induction de surface, afin de répondre aux exigences de performance inhérentes aux vis à billes.
À l'heure actuelle, la grande vis à billes est généralement éteinte par induction à fréquence intermédiaire.Dans la production, il est souvent constaté qu'après la trempe à fréquence intermédiaire (revenu) du fil de meulage de la vis sans fin, après inspection magnétique, apparaissent souvent dans le chemin de roulement des fissures axiales ou de réseau, ou même dans le processus de filetage de meulage uniquement à l'œil nu peuvent être trouvés, ce qui entraîne la chute de la vis mère.Cela entraîne non seulement une perte économique directe pour l'entreprise, mais exerce également une forte pression sur les opérateurs de la chaîne de production de l'entreprise en raison de divers facteurs à l'origine du problème.L'auteur est engagé dans le travail technique de traitement thermique des vis à billes depuis longtemps, grâce à l'analyse des défaillances et au traçage du processus du grand nombre de vis de meulage à fissures, la cause et les mesures de contrôle de ce type de fissure sont résumées, et le l'efficacité est confirmée par la production de masse.
Analyse de la raison de la fissure de meulage de la tige de vis après trempe à moyenne fréquence
1. Matières premières pauvres
La principale performance du GCr15 est que le niveau net de carbure est hors tolérance ou que la structure de recuit sphéroïdisée n'est pas qualifiée (avec perlite en paillettes).Sur la base de l'analyse de la non-uniformité et de la microstructure de la vis-mère fissurée, on constate que 40% de la vis-mère totale est hors tolérance du carbure net ou non qualifiée pour le recuit de sphéroïdisation.La non-uniformité du carbure entraîne une répartition inégale de la dureté de surface et de la contrainte interne sur la vis-mère après la trempe par induction, et la contrainte interne dans les pièces où le carbure est concentré est également concentrée.Lorsque la tige de vis est en train de meuler, la fissure de broyage se produit car la contrainte interne de la tige de vis dépasse la limite d'élasticité du matériau.L'existence de paillettes de perlite se traduira par le gros grain de la vis-mère après la trempe par induction de surface, ce qui réduira la limite d'élasticité de l'acier. Pendant le meulage de la vis mère, la fissure de meulage se produira au niveau de la partie où la contrainte interne dépasse la limite d'élasticité du matériau.
2. Le traitement thermique de trempe à moyenne fréquence à vis n'est pas bon
La principale performance est une température de trempe élevée ou un revenu insuffisant.Grâce à l'analyse et aux statistiques, la vis mère qui a provoqué la fissure de meulage de la vis mère représente environ 20 à 30% du nombre total.
Lorsque la grande vis à billes est trempée à fréquence intermédiaire, la puissance de sortie de la fréquence intermédiaire est trop élevée et la vitesse de trempe est trop lente, ce qui peut rendre la température de la vis pendant la trempe du côté haut, et le niveau d'organisation martensitique de la vis après trempe est hors de la limite supérieure (niveau de martensite 5), et peut même dépasser la norme (niveau de martensite ≥5).La grande structure de martensite réduit la teneur en acier de 40%.Les paramètres du processus de meulage de la tige de vis ne sont pas normalisés, et la chaleur de meulage générée pendant le meulage provoque" revenu secondaire" sur la surface de la tige de la vis.De plus, la chaleur de meulage fait même monter la température de la surface de la vis jusqu'à la température de trempe&'GG'. du matériau de la vis. Sous l'effet de refroidissement du fluide de meulage, la surface de la vis forme un&"trempe secondaire GG", résultant en des grains de surface grossiers, réduisant la limite d'élasticité de l'acier, provoquant des fissures sur la surface de la vis.Après la trempe, la couche durcie de la grande vis à billes est plus profonde, la contrainte interne (y compris la contrainte thermique et la contrainte de transformation tissulaire) est plus grande, le revenu est insuffisant (température de revenu basse ou temps de revenu court) et le soulagement des contraintes internes formé lorsque la vis est trempée est incomplète.Après trempe et revenu de la vis, la contrainte interne résiduelle à l'intérieur de la vis est superposée à la contrainte de meulage générée pendant le meulage. Lorsque la contrainte superposée dépasse la limite d'élasticité de l'acier, des fissures se forment sur la surface de la vis.
3. La vis mère représente environ 30% ~ 40% du nombre total en raison des paramètres de processus de meulage non standard.Les paramètres du processus de meulage de la tige de vis ne sont pas normalisés, et la chaleur de meulage générée pendant le meulage provoque" revenu secondaire" sur la surface de la tige de la vis.De plus, la chaleur de meulage fait même monter la température de la surface de la vis jusqu'à la température de trempe&'GG'. du matériau de la vis. Sous l'effet de refroidissement du fluide de meulage, la surface de la vis forme un&"trempe secondaire GG", résultant en des grains de surface grossiers, réduisant la limite d'élasticité de l'acier, provoquant des fissures sur la surface de la vis.
Deuxièmement, les mesures de contrôle
1. Contrôle de la non-uniformité du carbure et de la structure de recuit de sphéroïdisation des matières premières
À l'heure actuelle, l'approvisionnement national en matériaux GCr15 est effectué selon GB / T18254 - 2002" acier à haute teneur en carbone portant du chrome".Norme 5. 10. 1 pour l'inhomogénéité du carbure: pour l'acier recuit sphéroïdal d'un diamètre supérieur à 60 ~ 120 mm, le maillage en carbure ne doit pas être supérieur au grade 3;Le réseau en carbure pour l'acier recuit sphéroïdisé d'un diamètre supérieur à 120 mm doit être spécifié par accord entre le fournisseur et le fournisseur.La norme 5. 9. 2 stipule la microstructure de recuit de sphéroïdisation: pour l'acier rond de recuit de sphéroïdisation et le fil machine ≤60 mm, le niveau de qualification de la microstructure de recuit de sphéroïdisation des tubes en acier de toutes tailles est de 2 ~ 4;GG amp; gt;La microstructure de l'acier recuit sphéroïdisé de 60 mm doit être spécifiée par l'accord entre le fournisseur et le fournisseur.
Dans la production réelle, en raison de la grande production de lots de l'aciérie, il y a une petite quantité d'acier dont la non-uniformité du carbure est hors tolérance.La microstructure de l'acier recuit sphéroïdisé de 60 mm est également difficile à atteindre de niveau 2 ~ 4.Par conséquent, l'utilisation de l'unité pour entrer dans l'inspection physique et chimique de l'acier de l'usine.GG quot; Forge, normalisation, sphéroïdisation et recuit" doit être effectuée pour l'acier dont la non-uniformité du carbure est hors tolérance.Si la microstructure de l'acier recuit sphéroïdisé n'est pas qualifiée, l'acier recuit sphéroïdisé doit être traité avec de l'acier recuit sphéroïdisé" encore.
2. Contrôle du processus de trempe par induction
Sélection et contrôle de l'inducteur d'extinction.L'inductance d'extinction est le composant clé de l'équipement d'extinction par induction et le paramètre clé du processus d'extinction.L'écart entre l'inducteur et la pièce (vis) trempée détermine le rendement de chauffage"" de l'inducteur et la puissance de chauffage réelle de la surface de la pièce.Surtout pour les grandes vis à billes en matériau GCr15, la température de chauffage de surface de la vis est généralement&'température limite supérieure GG'; (généralement environ 880 ℃) en raison de la profondeur de la couche durcie requise. Si l'écart entre le capteur et la vis devient plus petit, le rendement de chauffage"" du capteur sera également amélioré.Par conséquent, selon les paramètres de trempe d'origine, la température de trempe réelle de la vis devient plus élevée.La teneur en martensite obtenue après trempe est naturellement plus élevée.Par conséquent, l'écart entre l'inducteur et la vis mère doit être strictement surveillé et contrôlé.L'inducteur de trempe à grande vis-mère adopte généralement le type à anneau traversant ou le type flottant à demi-anneau.L'utilisation d'une bague à travers le capteur, il est nécessaire de vérifier régulièrement la taille du capteur, la déviation.Le capteur de 2 mm doit être remonté ou remplacé;Avec le capteur flottant semi-anneau, il est nécessaire de vérifier régulièrement l'épaisseur du bloc de positionnement entre le capteur fixe et la pièce à usiner, en cas d'usure importante (GG amp; gt;1 mm), le bloc de positionnement doit être remplacé à temps.
Vérification régulière des paramètres du processus de trempe.Étant donné que l'équipement de trempe par induction existant adopte généralement des paramètres indirects tels que des paramètres électriques (courant, tension, puissance de sortie et vitesse de déplacement relative) pour contrôler les paramètres thermiques (température de chauffage et temps de chauffage), la stabilité de l'équipement a une grande influence sur le qualité de trempe de la vis.Par conséquent, une fois que l'équipement (y compris le capteur de trempe) est sur-réparé ou que les pièces électriques sont remplacées, les paramètres du processus de trempe doivent être vérifiés à nouveau.Dans le même temps, dans le processus de production normal, les paramètres du processus de trempe d'origine doivent être vérifiés régulièrement pour garantir l'efficacité à long terme et la contrôlabilité du processus de production.Assurez-vous que la vis est entièrement trempée après la trempe.Grâce à un grand nombre de tests, nous avons constaté qu'après la trempe par induction de la grande vis-mère, le processus de revenu secondaire de" 160 ~ 180 ℃ / 8h / refroidissement par air" peut efficacement libérer et éliminer la contrainte interne générée dans le processus de trempe de la vis mère et réduire considérablement le taux de fissuration après le meulage.
3. Contrôle du processus de broyage
Les procédés de" réduction de la quantité de broyage de chaque alimentation, plusieurs alimentations" et" meulage - température de surface de la vis stable - meulage" sont adoptées pour réduire efficacement la chaleur de meulage et la contrainte de meulage sur la surface de la vis et éliminer le phénomène de trempe secondaire" ou" revenu secondaire" dans le meulage de la vis, de manière à éviter la génération de la fissure de meulage&"GG".
3. Validation
De mars à octobre 2006, nous avons pris les mesures ci-dessus pour contrôler 586 pièces de grandes tiges à vis (dont 504 pièces de 80 mm).53 pièces de 100 mm;Le contrôle et l'inspection du processus ont été effectués et aucune fissure de broyage n'a été trouvée.Pour la résistance et la ténacité de la vis, la fissure de meulage se produit lorsque la contrainte interne dépasse la limite d'élasticité de l'acier.