[发明专利]一种17-4PH不锈钢材料细长轴加工方法

说明书

技术领域

本发明属于材料机加工技术领域，具体涉及一种17-4PH不锈钢材料细长轴加工方 法。

背景技术

17-4PH属于沉淀硬化型不锈钢，所谓沉淀硬化是指不锈钢通过热处理析出细小的 金属间化合物和某些少量碳化物以产生硬化，从而获得高强度和一定耐蚀性相结合的高强 不锈钢。该合金材料被广泛应用于制造耐热、耐蚀及高强度要求的机械设备及部件，如泵 轴。但当该合金作为长度与直径比大于25的细长轴使用时，由于轴表面的粗糙度Ra要求在 0.1～0.8之间，且细长轴本身的刚性差，故而在对细长轴表面进行机械加工时，在切削力和 切削热等的作用下，极易产生振动及弯曲变形，导致轴的报废。如何在正视该材料作为细长 轴材料的特殊性的同时，提高其加工成品率和成品精度，一直是本领域亟待解决的技术难 题。

发明内容

本发明的其中一个目的即为克服上述现有技术的不足，提供一种17-4PH不锈钢材 料细长轴加工方法，其可有效杜绝目前17-4PH不锈钢材料细长轴加工报废率高的缺陷，从 而在确保该细长轴的高精度的形状及表面粗糙度加工的同时，同步提升其加工效率及成品 率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种17-4PH不锈钢材料细长轴加工方法，其特征在于：至少包括以下处理步骤：

1)、去应力退火热处理步骤：

取17-4PH材料制作的细长轴，于550℃温度中保温3小时，并随炉冷却；进入步骤 2)；

2)、细长轴端面加工及钻孔步骤：

装夹待加工的细长轴，利用机床主轴箱中的三爪自定心卡盘夹住细长轴的左端 部，并利用机床中的中心孔托架支撑细长轴的右端部；精车上述两端部的端面，并在上述两 端面处均同轴加工出带螺纹的C型螺纹中心孔；

3)、确定细长轴的磨削基准：

增设由合金钢调质处理制成的堵头，该堵头一端同轴加工有与上述轴端面的C型 螺纹中心孔间螺纹配合的螺柱，而堵头的另一端轴向开设有同轴的B型中心孔；上述堵头为 螺纹固接于细长轴两端的两个，且以堵头的相对螺纹固接端的另一端处B型中心孔作为之 后轴体车磨削的基准；

4)、粗车、半精车削加工及渗透探伤步骤：

以机床主轴箱中的三爪自定心卡盘夹住上述细长轴的左端部，通过机床尾架上的 弹性活顶尖顶住位于细长轴右端部处堵头的B型中心孔；以该B型中心孔为加工基准，对细 长轴进行车削加工；车削加工时，在细长轴轴线的车刀加工处的相对侧处布置跟刀架，以使 得车刀与跟刀架在车床导轨上同步运动并相向抵住细长轴轴身；经过粗车及半精车之后细 长轴外圆粗糙度为Ra3.2～Ra6.3，随后进行该细长轴的渗透探伤操作，之后进入步骤5)；

5)、固溶及时效热处理步骤：

固溶热处理工艺为将细长轴于1050℃温度内保温2.5小时，并水冷；之后的时效热 处理工艺为将细长轴于520℃温度内保温4小时，并空冷；

6)、磨削处理步骤：

将5)步骤处理后的细长轴放置于磨床上，并以细长轴两端的堵头的B型中心孔为 加工基准，执行轴身磨削处理；

7)、表面淬火及退火热处理步骤：

确定细长轴轴身的预安放轴承位置，将该部位进行高频淬火热处理，随后进行该 细长轴的整体去应力退火热处理；去应力退火热处理工艺为550℃温度保温3小时，并随炉 冷却；

8)、精磨7)步骤后的细长轴，去除堵头，再经由后续常规轴端微修或端部截取步 骤，获得成品细长轴。

所述步骤1)中，细长轴下料时的长度大于标准加工长度，多出的预留长度作为后 续中力学性能测试及材料成分检测试样用料。

所述步骤2)中，车削时，背吃刀量范围为0.2～0.5mm，进给量范围0.15～0.2mm/r， 切削速度范围为40～50m/min。

所述步骤4)中，粗车时，背吃刀量范围为1～2mm，进给量范围0.3～0.4mm/r，切削 速度范围为30～40m/min；半精车时，背吃刀量范围为0.5～1mm，进给量范围0.2～0.3mm/r， 切削速度范围为30～40m/min。

所述步骤4)中的半精车削加工时在轴径向预留加工余量，并在5)步骤之前，在细 长轴的左端部加工出M65×2-6h的外螺纹，并以此螺纹安装吊具。