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擠出機、注塑機45號鋼螺桿料筒的表面硼化處理可行性分析(二)

2.滲硼工藝實施規范及工藝參數的確定

工藝實施規范及工藝參數的確定，主要是一句工藝滲硼后的變形規律、硼化物層深及集體強度3方面 因素進行綜合評定。

2.1料筒滲硼


料筒屬于壁厚深孔加工件，滲硼實施的技術關鍵是看滲后內孔尺寸精度、園度和直線度能否達標，即滲后變形問題是主要問題，而集體強度因素可以不考慮，用退貨態組織替代調質組織在強度上是安全的，因為設計時從結構上的工藝性和熱慣性因素確定的料筒壁厚遠遠大于強度條件計算值。


經系列優化試驗確定，滲硼前料筒為調質組織并充分進行去應力退火，滲硼后隨爐冷卻或隨罐出路空冷，實施滲硼工藝如圖1所示。料筒滲硼后，內控尺寸縮小，收縮程度與滲層厚度、滲硼溫度和滲后冷卻方式等因素有關。執行圖1工藝，經近30件測定數據表明，料筒內孔呈均勻收縮，收縮量一般為滲層厚度的15-25%，端口部位內孔收縮量略大于料筒內部（其差值一般≤0.01mm），內控園度和直線度均保持在公差允許范圍內，經清理拋光后便可直接組裝使用，試驗中發現若滲硼溫度纏裹820°C，料筒內孔尺寸精度、園度和直線度的變化往往超差，而且在全筒長范圍內變化是不均勻的，這可能與基材軟化和料筒內保持氣氛壓力不均等綜合因素有關，尚有待深化研究。

2.2螺桿滲硼


螺桿是在大扭矩和強烈磨損條件下工作，滲硼時應著重兼顧螺桿的尺寸精度（圓柱度和園度）和基體強度，而對彎曲變形在不出現小S彎條件下可適當房款，因為滲后直線度形變超差可通過熱點校直法進行校正。為保證滲層深度和集體強度，可適當提高滲硼溫度，滲后應進行高溫出路隨罐空冷，實施滲硼工藝如圖2所示。近30支滲硼螺桿檢測數據表明，滲層均勻沿全桿長不均勻度＜0.01mm，外景尺寸增大一般為滲層厚度的15-25%。經清理拋光后器重近20-25%的滲硼螺桿需經熱點校直進行組裝，校直合格率可達100%。若滲硼溫度再提高，則滲后螺桿校直率是增加。

3.滲硼層組織及表面硬度

45鋼螺桿和料筒經圖1和圖2工藝實施，可獲得0.14-0.16mm的硼化物層，滲層為雙相（FIB
FI2B）組織，與基體呈齒狀結合，金相照片圖3如所示。崔志滲層表面測定硬度HV0.11400-1650。