东莞市华鸿塑料机械厂

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挤出机、注塑机45号钢螺杆料筒的表面硼化处理可行性分析(二)

2.渗硼工艺实施规范及工艺参数的确定

工艺实施规范及工艺参数的确定，主要是一句工艺渗硼后的变形规律、硼化物层深及集体强度3方面 因素进行综合评定。

2.1料筒渗硼


料筒属于壁厚深孔加工件，渗硼实施的技术关键是看渗后内孔尺寸精度、园度和直线度能否达标，即渗后变形问题是主要问题，而集体强度因素可以不考虑，用退货态组织替代调质组织在强度上是安全的，因为设计时从结构上的工艺性和热惯性因素确定的料筒壁厚远远大于强度条件计算值。


经系列优化试验确定，渗硼前料筒为调质组织并充分进行去应力退火，渗硼后随炉冷却或随罐出路空冷，实施渗硼工艺如图1所示。料筒渗硼后，内控尺寸缩小，收缩程度与渗层厚度、渗硼温度和渗后冷却方式等因素有关。执行图1工艺，经近30件测定数据表明，料筒内孔呈均匀收缩，收缩量一般为渗层厚度的15-25%，端口部位内孔收缩量略大于料筒内部（其差值一般≤0.01mm），内控园度和直线度均保持在公差允许范围内，经清理抛光后便可直接组装使用，试验中发现若渗硼温度缠裹820°C，料筒内孔尺寸精度、园度和直线度的变化往往超差，而且在全筒长范围内变化是不均匀的，这可能与基材软化和料筒内保持气氛压力不均等综合因素有关，尚有待深化研究。

2.2螺杆渗硼


螺杆是在大扭矩和强烈磨损条件下工作，渗硼时应着重兼顾螺杆的尺寸精度（圆柱度和园度）和基体强度，而对弯曲变形在不出现小S弯条件下可适当房款，因为渗后直线度形变超差可通过热点校直法进行校正。为保证渗层深度和集体强度，可适当提高渗硼温度，渗后应进行高温出路随罐空冷，实施渗硼工艺如图2所示。近30支渗硼螺杆检测数据表明，渗层均匀沿全杆长不均匀度＜0.01mm，外景尺寸增大一般为渗层厚度的15-25%。经清理抛光后器重近20-25%的渗硼螺杆需经热点校直进行组装，校直合格率可达100%。若渗硼温度再提高，则渗后螺杆校直率是增加。

3.渗硼层组织及表面硬度

45钢螺杆和料筒经图1和图2工艺实施，可获得0.14-0.16mm的硼化物层，渗层为双相（FIB
FI2B）组织，与基体呈齿状结合，金相照片图3如所示。崔志渗层表面测定硬度HV0.11400-1650。