不銹鋼滾珠絲杠是核電站設備上重要零件之一,要求其具有高硬度(52-56HRC),高強度,高沖擊韌度,并要求工件耐腐蝕性能優(yōu)良。生產中曾采用9Cr18不銹鋼制作滾珠絲杠。9Cr18鋼由于網(wǎng)狀和帶狀碳化物缺陷較嚴重,易發(fā)生淬火開裂,磨削時產生磨削紋使工件失效。通過嚴格選擇材料和改進鍛造工藝,改善工件網(wǎng)狀和帶狀碳化物分布狀況,工件性能有所改善。工件淬火采用中頻感應加熱設備進行,但生產中發(fā)現(xiàn),9Cr18鋼滾珠絲杠沖擊韌度低,處理后僅為2-5J/cm2,遠低于技術要求,工件缺口敏感性大,使用中發(fā)生工件扭斷失效。因此,必須從選擇材料和進行熱處理工藝改進兩方面入手,滿足滾珠絲杠的技術要求。此后,曾先后試驗采用PH15-7Mo半馬氏體沉淀硬化不銹鋼和GP5馬氏體沉淀硬化不銹鋼,均因處理后硬度、強度不足而舍棄;隨后試驗lCr15Co14Mo5VN不銹鋼,并經熱處理工藝優(yōu)化選擇與改進,取得了良好效果,滾珠絲杠性能符合技術要求。
lCr15Co14Mo5VN鋼為馬氏體沉淀硬化不銹鋼,退火狀態(tài)力學性能為:高強度=1357.5MPa,高沖擊韌度=55.7J/cm2,硬度為38-39HRC。經多次工藝試驗和改進,得出lCr15Co14Mo5VN鋼采用中頻感應退火設備進行熱處理的工藝如下:
(1)退火。(860+10)℃x (2-3)h,爐冷,硬度為38 -39HRC。
(2)淬火。奧氏體化,(1050+10)℃x60min,油冷,硬度為47-48HRC。
(3)冷處理。-78℃x30min,空冷,硬度為48-49HRC。
在熱處理過程中,受多方面因素的影響,工件可能會產生一些淬火缺陷,這個時候就需要掌握這些缺陷的預防措施了。本文簡單介紹了不銹鋼滾珠絲杠產生淬火缺陷的預防措施,許多廠家采用上述優(yōu)化工藝處理后力學性能均符合技術要求,工件各項性能優(yōu)良,滿足了技術要求和生產需要,生產運行良好。