滚动功能部件原材料预先热处理研究(2)
滚珠丝杠副将滑动摩擦转换成了滚动摩擦，因而具有以下优点：传动效率高，节省能源；传动可逆，不仅可将螺旋运动变换成直线，还可将直线运动变换成螺旋；同步性能好，也就是说启动几乎同时，运行过程中速度相同以及位移相同等；传动精度好，即指有高的起进给精度和轴向定位精度；除此之外，相对于滑动丝杠副，滚动丝杠副的寿命更长。但是，因为滚珠丝杠副结构相对复杂，零部件加工和装配的精度要求相对高，对零件的材料和热处理等要求严格，所以有结构复杂、工艺难度大以及生产成本较高的缺点[1]。
目前相关文献中对滚珠丝杠副分类不统一，但一般按以下原则[2]分类（如图1.2）
图1.2 滚珠丝杠副的分类
未来滚珠丝杠副的发展方向为：滚动功能部件应当包含以下内容即高速度、高刚度、高可靠性、高精度、小振动、小噪声、小温升；主机同步发展扩大功能需要滚动功能部件实现智能化和复合化；提高小成本、短生产周期的滚珠丝杠副的精度和性能；滚动功能部件在标准化、通用化、系列化的基础上逐渐向多样化和个性化的趋势发展；大力贯彻ISO14001国际环境标准，生产绿色环保型滚动功能部件[3]。
滚珠丝杠往往需要承受弯曲，扭转，疲劳，冲击，而且在滑动和转动部件承受摩擦。丝杠的损坏形式主要就是磨损和疲劳, 所以滚珠丝杠的全尺寸稳定性的综合力学性能要具有优良的强度和高的韧性。滚道、轴径等工作部位需要有高硬度、高强度和好的耐磨性。滚珠丝杠的种类多，尺寸差别大。种类不同的滚珠丝杠所用的材料会存在明显的差异，本课题主要研究的丝杠是应用范围最为广范的普通滚珠丝杠副，它的直径范围在12-100mm之间。
作为滚动功能部件的核心组成，与国外材料比，国产滚珠丝杠除了基本满足工作部位高硬度高强度和耐磨性要求外，仍存在表面易产生裂纹、硬度梯度的分布不合理、硬化层的深度不够、冷加工工艺性能差等不足，这些不足带来尺寸稳定性差、使用寿命短等问题[4]。因此开展国产高性能滚珠丝杠的研究很有必要。国产滚珠丝杠的原材料质量欠佳和后续热加工工艺不当是造成其使用性能与国外产品差距的主要原因。
1.2 热处理对轴承钢性能的影响
为了获得均匀细小的组织，消除材料内部应力，进行预先热处理，这不仅很大程度上影响切削加工性能，而且极大得影响最终的热处理变形。
加热温度是热处理的关键参数之一，确保热处理质量的重要参数之一即是选择适合的加热温度，根据需要处理的金属材料和热处理的目的不同而分别选择差异的加热温度，但一般都需要加热到奥氏体珠光体转变温度以上，从而获得高温组织，为下面的相变做准备。另外由于转变要有一定量的时间，是以金属试样的表面达到相变所要求的加热温度后，为了使转变完全，应该在这个温度保温一段时间以使试样表面和内部的温度相同，这样在冷却后方可以获得相对比较均匀的组织[5]。