随着机械行业持续高速发展,对螺栓的要求也越来越高,40Cr或45钢螺栓的调质硬度已由原来的24~28HRC提高到28~36HRC,有的高达28~40HRC,因此对滚丝模也提出了更严格的要求。
用9SiCr、CrWMn、T8A、T10A等钢制造的滚丝模,强度偏低,耐磨性不足;用T12A钢制造的滚丝模因其韧性过低,使用中发生崩齿现象;用Cr12MoV钢制造的高强度螺栓滚丝模,其耐磨性和冲击韧度也难以满足要求。
加工硬度为24~32HRC的高强度螺栓的滚丝模,其失效形式主要是崩齿和齿面磨损,在加工硬度为34~40HRC的高强度螺栓时,其失效形式则以齿形成片剥落为主。
为了提高滚丝模的使用寿命,选用碳化物不均匀度小、颗粒度小且颁布均匀的LD钢制造,并采用先进的真空淬火工艺。
LD钢滚丝模在真空淬火加热时,淬火温度为1020~1050℃,回火温度为200~220℃,即采用了低淬低回的非正规热处理工艺。热处理后硬度稳定在59~60HRC。采用上述工艺有以下优点:
1)无氧化脱碳,工艺表面光洁。
2)对周围环境无污染,符合绿色、清洁、文明生产要求。
3)变形量极小,符合工艺技术要求。
4)质量稳定性好,硬度散差极小。
5)平均使用寿命比箱式炉加热淬火者可提高35%~40%。在加工普通螺栓时可提高15%;加工调质的高强度螺栓时提高幅度比较大,比在箱式炉、盐浴炉中处理者提高60%~80%。
如果没有真空加热设备,采用盐浴等温淬火,同样可以使LD钢滚丝模达到2万件以上的高寿命。热处理工艺为:盐浴炉要充分脱氧捞渣,高温炉氧化钡要控制在0.3%(质量分数)以下。600℃、850℃两次盐浴预热,1120℃加热,600~620℃分级后280℃×2h硝盐等温淬火;550℃×1h×3次回火。硬度为61~61.5HRC。