La paire de vis à billes est un élément mécanique composé de vis, écrou, bille et autres pièces.Il tournera le mouvement, en mouvement linéaire ou en mouvement linéaire en mouvement rotatif, 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, de sorte qu'il est largement utilisé dans divers équipements industriels, précision instruments et machines-outils CNC de précision.Ces dernières années, la paire de vis à billes, en tant qu'unité d'entraînement linéaire des machines-outils CNC, a été largement utilisée dans l'industrie des machines-outils et a grandement favorisé le développement de l'industrie des machines-outils.
Lorsque la paire de vis à billes est utilisée sur toutes sortes d'équipements, en raison de charges différentes et de tailles de contraintes différentes, la vis supporte souvent la flexion, la torsion, la fatigue et l'impact, et en même temps supporte un fort frottement dans la partie rotative, de sorte que le principal la forme de dommage est l'usure et la fatigue.Par conséquent, lorsque la vis est conçue et fabriquée, elle doit avoir les exigences de performance inhérentes telles qu'une résistance et une ténacité élevées, une dureté de surface et une résistance à l'usure élevées et une stabilité dimensionnelle élevée.En particulier, grande vis à billes (diamètre ≥80 mm), en raison de l'utilisation d'une charge importante (charge dynamique et statique jusqu'à près de 1000KN), donc dans la ténacité, la dureté de surface et la résistance à l'usure et d'autres aspects des exigences plus élevées.À l'heure actuelle, les entreprises de fabrication nationales utilisent généralement l'acier GCr15, après le traitement de recuit sphéroïdisant ou le traitement de trempe et de revenu et d'autres traitements de préchauffage, traitement thermique de trempe par induction de surface, pour répondre aux exigences de performance internes de la vis à billes.
À l'heure actuelle, la trempe par induction à moyenne fréquence est généralement utilisée pour les grandes vis à billes.Dans la production, on constate souvent qu'après la trempe moyenne fréquence (revenu) de la tige de plomb après le meulage du filetage, l'inspection des défauts magnétiques, apparaît souvent sur l'arc du chemin de roulement du fil, des fissures axiales ou du réseau, même en cours de le meulage du fil ne peut être trouvé qu'à l'œil nu, ce qui entraîne des débris de tige de plomb.Cela entraîne non seulement des pertes économiques directes pour l'entreprise, mais aussi en raison des nombreux facteurs à l'origine du problème, ce qui exerce une pression accrue sur les opérateurs de première ligne de la production de l'entreprise.L'auteur est engagé depuis longtemps dans le traitement thermique des vis à billes. Grâce à l'analyse des défaillances et au traçage du processus d'un grand nombre de grandes vis présentant des fissures de meulage, les causes de ces fissures et les mesures de contrôle sont résumées, et la validité est confirmée par la production de masse.
Analyse de la raison de la fissure de meulage de la vis après trempe à moyenne fréquence
1. Matières premières inadéquates
La principale performance est que la nuance de carbure de maille du matériau GCr15 n'est pas standard ou que la structure de recuit sphéroïdisée n'est pas qualifiée (il existe de la perlite lamellaire).Grâce à l'analyse de l'inhomogénéité du carbure et de la microstructure de la vis mère fissurée, on constate que la nuance nette de carbure n'est pas standard ou que la microstructure recuite sphéroïdisée est non qualifiée pour environ 40% de la vis mère totale.La distribution inégale de la dureté de surface et des contraintes internes sur la surface de la vis après la trempe par induction est causée par l'inhomogénéité du carbure, et la contrainte interne dans la pièce avec du carbure plus concentré est également plus concentrée.Lorsque la vis est en train de meuler, parce que la contrainte interne dans cette partie dépasse la limite d'élasticité du matériau, la fissure de broyage se produira.La présence de perlite en flocons entraînera une granulométrie grossière après la trempe par induction sur la surface de la vis, ce qui réduira la limite d'élasticité de l'acier. Des fissures de meulage se produiront dans les pièces où la contrainte interne dépasse la limite d'élasticité du matériau pendant le meulage de la vis.
2. Mauvaise extinction moyenne fréquence et traitement thermique de la vis mère
Elle se manifeste principalement par une température de trempe élevée ou un revenu insuffisant.Selon l'analyse et les statistiques, la vis mère causée par la fissure de broyage représente environ 20% à 30% du total.
Lorsque la grande vis à billes est trempée à moyenne fréquence, la puissance de sortie de la fréquence moyenne est élevée et la vitesse de trempe est trop lente, ce qui peut rendre la température de la vis de trempe élevée et le niveau de structure martensitique de la vis après la trempe est supérieur à la limite supérieure (niveau de martensite 5), et peut même dépasser la limite (niveau de martensite ≥5).La structure de martensite grossière réduira l'acier de 40%.Les paramètres de processus de meulage de vis ne sont pas standard, et la chaleur de meulage générée pendant le meulage provoque" revenu secondaire" sur la surface de la vis.De plus, la chaleur de meulage fait même monter la température de surface de la vis jusqu'à la température de trempe&'GG'; du matériau de la vis. Sous l'action de refroidissement du fluide de broyage," trempe secondaire" se forme à la surface de la vis, ce qui entraîne des grains de surface grossiers, réduit la limite d'élasticité de l'acier et provoque des fissures à la surface de la vis.Après la trempe d'une grande vis à billes, la couche de durcissement est plus profonde, la contrainte interne (y compris la contrainte thermique et la contrainte de transformation structurelle) est plus importante, le revenu est insuffisant (température de revenu basse ou temps de revenu court) et l'élimination des contraintes internes est incomplète .Après trempe et revenu de la vis, la contrainte interne résiduelle dans 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. Les paramètres de processus de meulage des vis mères ne sont pas standard. La vis mère qui provoque la fissure de meulage représente environ 30% à 40% du total.Les paramètres de processus de meulage de vis ne sont pas standard, et la chaleur de meulage générée pendant le meulage provoque" revenu secondaire" sur la surface de la vis.De plus, la chaleur de meulage fait même monter la température de surface de la vis jusqu'à la température de trempe&'GG'; du matériau de la vis. Sous l'action de refroidissement du fluide de broyage," trempe secondaire" se forme à la surface de la vis, ce qui entraîne des grains de surface grossiers, réduit la limite d'élasticité de l'acier et provoque des fissures à la surface de la vis.
II. Des mesures de contrôle
1. Inhomogénéité du carbure des matières premières et contrôle de la structure de recuit sphéroïdisant
À l'heure actuelle, l'approvisionnement national en matériaux GCr15 se réfère à GB / T18254-2002" acier à roulement au chrome à haute teneur en carbone" la mise en oeuvre.La norme 5.10.1 stipule que l'inhomogénéité du carbure: pour le diamètre de l'acier recuit sphéroïdisé supérieur à 60 ~ 120 mm, le réseau de carbure ne doit pas être supérieur au grade 3;Le réseau en carbure pour acier recuit sphéroïdal de diamètre supérieur à 120 mm sera stipulé par accord de l'acheteur et de l'acheteur.La norme 5.9.2 pour la structure de recuit sphéroïdisée stipule: l'acier rond de recuit sphéroïdisé, le fil machine ≤60mm, toutes les tailles du niveau de qualification de microstructure de recuit sphéroïdisé en tube d'acier est de 2 ~ 4;La microstructure de> L'acier recuit sphéroïdisé de 60 mm doit être spécifié par accord entre le fournisseur et l'acheteur.
Dans la production réelle, en raison du grand volume de production d'acier, il y a une petite quantité de non-uniformité du carbure de l'acier, la microstructure de> L'acier recuit sphéroïdisé de 60 mm est difficile à atteindre complètement le grade 2 ~ 4 qualifié.Par conséquent, l'utilisation d'unités doit entrer dans l'usine d'inspection physique et chimique de l'acier.Pour l'acier avec une mauvaise non-uniformité du carbure," forgeage → normalisation → recuit sphéroïdisant" le traitement doit être effectué.Si la microstructure de l'acier recuit sphéroïdisé s'avère non qualifiée, l'acier recuit sphéroïdisé doit être traité à nouveau jusqu'à ce que l'inhomogénéité du carbure de l'acier et de l'acier recuit sphéroïdisé soit qualifiée avant la production.
2. Contrôle du processus de trempe par induction
Sélection et contrôle de l'inducteur d'extinction.L'inducteur de trempe est le composant clé de l'équipement de trempe par induction et le paramètre clé du processus de trempe.L'écart entre l'inducteur et la pièce à durcir (la vis mère) 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" (généralement environ 880 ℃) car la profondeur de la couche durcie doit être profonde. Si l'écart entre l'inducteur et la vis devient plus petit, le rendement de chauffage"" de l'inducteur sera également amélioré.Par conséquent, en travaillant sous les paramètres de trempe d'origine, la température de trempe réelle de la tige de plomb sera plus élevée.Le niveau de martensite obtenu après trempe est naturellement plus élevé.Par conséquent, l'écart entre l'inducteur et la tige de plomb doit être strictement surveillé et contrôlé.L'inducteur de trempe à grande vis adopte généralement le type à anneau traversant ou le type flottant en demi-anneau.Lorsque l'anneau traversant l'inducteur est utilisé, la taille de l'inducteur doit être vérifiée régulièrement, et l'inducteur doit être réparé ou remplacé si l'écart de> 2 mm;Avec l'inducteur flottant semi-annulaire, il est nécessaire de vérifier régulièrement l'épaisseur du bloc de positionnement de l'espace entre l'inducteur fixe et la pièce. En cas d'usure importante (GG gt; 1 mm), le bloc de positionnement doit être remplacé à temps.
Vérification périodique des paramètres du processus de trempe.Étant donné que l'équipement de trempe par induction existant utilise généralement des paramètres électriques et d'autres paramètres indirects (courant, tension, puissance de sortie, vitesse de déplacement relative) pour contrôler les paramètres thermiques (température de chauffage, temps de chauffage), la stabilité de l'équipement a un impact plus important sur le qualité de la trempe des vis.Par conséquent, lorsque l'équipement (y compris l'inducteur de trempe) est sur-réparé ou que les composants électriques sont remplacés, les paramètres du processus de trempe doivent être revérifiés.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 mère est suffisamment trempée après la trempe.Grâce à un grand nombre de tests, nous avons constaté que le processus de revenu secondaire de" 160 ~ 180 ℃ / 8h / refroidissement par air" peut efficacement libérer et éliminer la contrainte interne causée par le processus de trempe par induction de la grande vis 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, alimentation multiple" et" meulage à température de surface stable au meulage" peut réduire efficacement la chaleur de meulage et la contrainte de meulage sur la surface de la vis-mère, et empêcher le phénomène de" trempe secondaire" ou" revenu secondaire" lors du meulage de la vis mère, de manière à éviter la génération de la fissure de broyage&"GG".
3. Confirmation de validité
De mars à octobre 2006, nous avons pris les mesures ci-dessus pour 586 grosses 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 par broyage ne s'est produite.La résistance et la ténacité du meulage de la vis mère dans la contrainte interne dépassent la limite d'élasticité des pièces en acier pour produire des fissures de meulage.