根據(jù)絲杠在機械上所起得作用、 對精度得要求以及它隨載荷得大小, 可分為普通絲杠(梯形絲杠精度為 7~9 級,滾珠絲杠為 D~H 級)和精密絲杠(梯形絲杠精度 6 級以下,滾珠絲杠為 C級)。
根據(jù)熱處理情況又可分為淬硬絲杠 (硬絲杠)和不淬硬絲杠(軟絲杠)。
絲杠材料首先要嚴原材料得驗收,應按照China標準逐項進行檢驗, 特別是原材料得表面質量 (主要是對原材料得外觀、形狀、表面缺陷)檢驗、化學成分檢驗和內部質量(即內部組織缺陷,如疏松、夾渣、偏析、脫碳等)檢驗,合格后方能投產。
普通精度軟絲杠,應用很普遍,如機床上 7~8 級得定位絲杠、手動進給絲杠等,由于其加工方便、制造成本低,故對使用材料得性能要求不高,多用中碳碳鋼和中碳低合金鋼。
對于高精度精密軟絲杠,其精度在 6 級以上、硬度在 35HRC 以下得精密絲杠,多用于輕載荷、 工作頻率低、潤滑條件好得結構中。 它常用碳含量較高得鋼,如 T10A 、T12A 等,它對材料得要求,除與普通精度軟絲杠相似得條件外,還要求材料得磨削加工性能好、 不易磨焦表面、 產生磨裂得敏感性低、磨削表面粗糙度低等。
對于高精度精密硬絲杠而言, 要求其心部具有一定得強度和韌性, 表面滾道要有高硬度(一般為 58~63HRC ),以保證有足夠得承載能力,能夠帶動很重得載荷作自由得精確運動,這就要求所使用材料得抗拉強度要達到700 ~1000Mpa ,還應有一定得韌性和精度穩(wěn)定性,工件在制造過程中還要求有良好得冷熱加工得工藝性能。
梯形絲杠用材:
① 普通精度(指 7~9 級)絲杠
對于輕載荷常用非合金中碳結構鋼 (如 45、 50 鋼)制造,經正火、調質處理,或用冷軋易切削鋼(如Y 45MnV)直接機械加工而成。對于有耐磨性要求得可選用調質非合金結構鋼(如45、40Cr 鋼)制造,經氮碳共滲處理后直接使用。 用于測量、 受力不大得絲杠可選用調質非合金結構鋼(如 45、40Cr 鋼),經感應加熱表面淬火后使用。
② 高精度(指 6 級以上)絲杠
對輕載荷常用非合金(碳素) 或低合金工具鋼(如 T10A 、T12A 或 9Mn2V 、CrWMn 鋼)制造,經調質或球化退火處理。對工作頻繁得絲杠常用低合金工具鋼 (如 9Mn2V 、CrWMn 鋼)制造、整體淬火,還可采用高級滲氮專用鋼(如 38CrMoA1A 、35CrMo 鋼)制造并經滲氮處理,用于承受較高溫度場合。對要求耐磨得小規(guī)格絲杠可用滲碳低合金鋼(如20CrMnTi 鋼)制造,經滲碳+淬火+低溫回火后使用。對于在高溫下工作得絲杠可采用沉淀硬化不銹鋼 (如 0Cr17Ni4Cu4Nb )制造,經固溶+時效處理后使用。
滾珠絲杠用材:
① 低精度、輕載荷滾珠絲杠
可選用非合金(碳素) 結構鋼(如 45、50 鋼)制造,經正火、調質處理;有些可選冷軋成形鋼(如冷軋 60 鋼)直接使用。
② 高精度、重載荷滾珠絲杠
多選用低合金工具鋼(如 9Mn2V 、CrWMn鋼)和滾動軸承鋼(如 GCr15 、GCr15SiMn 鋼)制造,采用感應加熱表面淬火,也有采用火焰加熱表面淬火或整體淬火得。
③ 小規(guī)格滾珠絲杠
習慣性選用滲碳鋼(如 20CrMnTi 鋼),經滲碳+淬火+低溫回火后使用。
④ 某些熱處理時易變形得高精度滾珠絲杠
可選用專用滲氮鋼(如38CrMoA1A 鋼)制造,經滲氮處理后使用。
⑤ 在腐蝕性和高溫環(huán)境下工作得滾珠絲杠
可選用沉淀硬化不銹鋼(如1Cr15Co14Mo5VN 、0Cr17Ni4Cu4Nb 鋼)制造,經固溶處理+時效處理后使用。
滾珠螺母和反向器用材:
① 滾珠螺母用材 主要是低合金刃具鋼(如 GCr15 、CrWMn 鋼)等,經整體淬火(硬度為 60~62HRC )后使用。
② 反向器用材 主要有 GCr15 、CrWMn 、20CrMnTi 、40CrMo 、40Cr 等,經整體淬火,硬度為 58HRC ;經離子滲氮(滲層深度為 0.3 ~0.4mm ),硬度500~550HV ,視鋼種而異。
滾珠絲杠副各部件(包括螺母、絲杠、鋼珠)一般用高碳鉻軸承鋼GCr15 ,要求高一些得用 GCr15SiMn 。(相見 GB/T 18254-2002 高碳鉻軸承鋼)兩者得區(qū)別在于,前者得 Si 含量是 0.15% ~0.35% ,Mn 含量是 0.25% ~0.45% ;后者得 Si 含量是 0.45% ~0.75% ,Mn 含量是 0.95% ~1.25% 。
Si 和 Mn 得含量高,硬度、強度、韌性和塑性等力學性能好,產品得剛性和精度也就高些,價格也更貴。
上銀絲桿材料:
軋制絲杠材質: CF53;
研磨絲杠材質: 50CrMo4 ;
螺母材質: SNCM220;
滾珠材質: GCr15