丝杠加工材料都有哪些要求？

Question

如题所述

Answer 1

根据丝杠在机械上所起的作用、对精度的要求以及它随载荷的大小，可分为普通丝杠（梯形丝杠精度为7～9级，滚珠丝杠为D～H级）和精密丝杠（梯形丝杠精度6级以下，滚珠丝杠为C级）。根据热处理情况又可分为淬硬丝杠（硬丝杠）和不淬硬丝杠（软丝杠）。丝杠材料首先要严原材料的验收，应按照国家标准逐项进行检验，特别是原材料的表面质量（主要是对原材料的外观、形状、表面缺陷）检验、化学成分检验和内部质量（即内部组织缺陷，如疏松、夹渣、偏析、脱碳等）检验，合格后方能投产。
普通精度软丝杠，应用很普遍，如机床上7～8级的定位丝杠、手动进给丝杠等，由于其加工方便、制造成本低，故对使用材料的性能要求不高，多用于一些觉的中碳碳钢和中碳低合金钢。
对于高精度精密软丝杠，其精度在6级以上、硬度在35HRC以下的精密丝杠，多用于轻载荷、工作频率低、润滑条件好的结构中。它常用碳含量较高的钢，如T10A、T12A等，它对材料的要求，除与普通精度软丝杠相似的条件外，还要求材料的磨削加工性能好、不易磨焦表面、产生磨裂的敏感性低、磨削表面粗糙度低等。
对于高精度精密硬丝杠而言，要求其心部具有一定的强度和朔韧性，表面滚道要有高硬度（一般为58～63HRC），以保证有足够的承载能力，能够带动很重的载荷作自由的精确运动，这就要求所使用材料的抗拉强度要达到700～1000Mpa，还应有一定的韧性和精度稳定性，工件在制造过程中还要求有良好的冷热加工的工艺性能。
梯形丝杠用材：
①普通精度（指7～9级）丝杠对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理，或用冷轧易切削钢（如Ｙ45ＭnＶ）直接机械加工而成。对于有耐磨性要求的可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），制造，经氮碳共渗处理后直接使用。用于测量、受力不大的丝杠可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），经感应加热表面淬火后使用。
②高精度（指6级以上）丝杠对轻载荷常用非合金（碳素）或低合金工具钢（如T10A、T12A或9Mn2V、CrWMn钢）制造，经调质或球化退火处理。对工作频繁的丝杠常用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）制造、整体淬火，还可采用高级渗氮专用钢（如38CrMoA1A、35CrMo钢）制造并经渗氮处理，用于承受较高温度场合。对要求耐磨的小规格丝杠可用渗碳低合金钢（如20CrMnTi钢）制造，经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。对于在高温下工作的丝杠可采用沉淀硬化不锈钢（如0Cr17Ni4Cu4Nb）制造，经固溶＋时效处理后使用。
滚珠丝杠用材：
①低精度、轻载荷滚珠丝杠可选用非合金（碳素）结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理；有些可选冷轧成形钢（如冷轧60钢）直接使用。
②高精度、重载荷滚珠丝杠多选用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）和滚动轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn钢）制造，采用感应加热表面淬火，也有采用火焰加热表面淬火或整体淬火的。
③小规格滚珠丝杠习惯性选用渗碳钢（如20CrMnTi钢），经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。
④某些热处理时易变形的高精度滚珠丝杠可选用专用渗氮钢（如38CrMoA1A钢）制造，经渗氮处理后使用。
⑤在腐蚀性和高温环境下工作的滚珠丝杠可选用沉淀硬化不锈钢（如1Cr15Co14Mo5VN、0Cr17Ni4Cu4Nb钢）制造，经固溶处理＋时效处理后使用。
滚珠螺母和反向器用材：
①滚珠螺母用材主要是低合金刃具钢（如GCr15、CrWMn钢）等，经整体淬火（硬度为60～62HRC）后使用。
②反向器用材主要有GCr15、CrWMn、20CrMnTi、40CrMo、40Cr等，经整体淬火，硬度为58HRC；经离子渗氮（渗层深度为0.3～0.4mm），硬度500～550HV，视钢种而异。
滚珠丝杠副各部件（包括螺母、丝杠、钢珠）一般用高碳铬轴承钢GCr15，要求高一些的用GCr15SiMn。（相见GB/T18254-2002高碳铬轴承钢）
两者的区别在于，前者的Si含量是0.15%～0.35%，Mn含量是0.25%～0.45%；后者的Si含量是0.45%～0.75%，Mn含量是0.95%～1.25%。
Si和Mn的含量高，硬度、强度、韧性和塑性等力学性能好，产品的刚性和精度也就高些，价格也更贵。

Answer 2

1、通常我们所选择的梯形丝杠材料应该具有足够的力学性能，不易产生磨裂，能获得低的表面粗糙度和加工残余内应力，丝杠热处理后具有较高硬度，较少淬火变形和残余奥氏体常用于不要求整体热处理至高硬度的材料。

2、梯形丝杠的热处理。一般丝杠是指正火或退火，除了应力处理和低温时效，还要调质和轴颈、方头高频淬火等。不淬硬丝杠是指除应力处理低温时效，球化退火，调质球化，如果遇到原始组织不良等，还需先经900℃到950℃之间的正火处理后再球化退火。直接调质球化淬硬大型丝杠是指退火或高温正火后退火，除应力处理，淬火和低温时效。
除了上述所介绍的这些产品知识之外，梯形丝杠的主要损坏形式分为，一般丝杠为弯曲及磨损，大于6级的精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化等。正确合理的选择以及使用设备更能发挥出产品良好的操作性能。

Answer 3

梯形丝杠用材：
①普通精度（指7～9级）丝杠对于轻载荷常用非合金中碳结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理，或用冷轧易切削钢（如Y45MnV）直接机械加工而成。对于有耐磨性要求的可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），制造，经氮碳共渗处理后直接使用。用于测量、受力不大的丝杠可选用调质非合金结构钢（如45、40Cr钢），经感应加热表面淬火后使用。
②高精度（指6级以上）丝杠对轻载荷常用非合金（碳素）或低合金工具钢（如T10A、T12A或9Mn2V、CrWMn钢）制造，经调质或球化退火处理。对工作频繁的丝杠常用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）制造、整体淬火，还可采用高级渗氮专用钢（如38CrMoA1A、35CrMo钢）制造并经渗氮处理，用于承受较高温度场合。对要求耐磨的小规格丝杠可用渗碳低合金钢（如20CrMnTi钢）制造，经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。对于在高温下工作的丝杠可采用沉淀硬化不锈钢（如0Cr17Ni4Cu4Nb）制造，经固溶＋时效处理后使用。
滚珠丝杠用材：
①低精度、轻载荷滚珠丝杠可选用非合金（碳素）结构钢（如45、50钢）制造，经正火、调质处理；有些可选冷轧成型钢（如冷轧60钢）直接使用。
②高精度、重载荷滚珠丝杠多选用低合金工具钢（如9Mn2V、CrWMn钢）和滚动轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn钢）制造，采用感应加热表面淬火，也有采用火焰加热表面淬火或整体淬火的。
③小规格滚珠丝杠习惯性选用渗碳钢（如20CrMnTi钢），经渗碳＋淬火＋低温回火后使用。
④某些热处理时易变形的高精度滚珠丝杠可选用专用渗氮钢（如38CrMoA1A钢）制造，经渗氮处理后使用。
⑤在腐蚀性和高温环境下工作的滚珠丝杠可选用沉淀硬化不锈钢（如1Cr15Co14Mo5VN、0Cr17Ni4Cu4Nb钢）制造，经固溶处理＋时效处理后使用。
滚珠螺母和反向器用材：
①滚珠螺母用材主要是低合金刃具钢（如GCr15、CrWMn钢）等，经整体淬火（硬度为60～62HRC）后使用。
②反向器用材主要有GCr15、CrWMn、20CrMnTi、40CrMo、40Cr等，经整体淬火，硬度为58HRC；经离子渗氮（渗层深度为0.3～0.4mm），硬度500～550HV，视钢种而异。