[发明专利]螺纹牙槽全表面同时硬化的非转移弧表面淬火工艺

说明书

本发明公开了一种螺纹牙槽全表面同时硬化的非转移弧表面淬火工艺，根据本发明步骤得到的被处理工件螺纹牙槽的两侧面及牙槽底面硬度达到580HV1～710HV1，螺纹牙顶面硬度为400HV1～590HV1。本发明利用非转移弧同时硬化螺纹牙槽的两侧面及牙槽底面，表面硬度达到580HV1～710HV1，同时螺纹牙顶面硬度达到400HV1～590HV1，有效提高了螺纹件的耐磨性及不易粘扣的性能，同时也提高了螺纹牙根部的综合力学性能；工艺过程采用非转移弧热源，设备紧凑，工艺简洁，维护方便，有利于技术的推广和应用。

技术领域

本发明属于螺纹的表面热处理工艺领域，尤其涉及一种螺纹牙槽全表面同时硬化的非转移弧表面淬火工艺。

背景技术

非转移弧表面淬火处理是以非转移弧作为热源对工件表面进行快速加热，使被加热部位的温度在极短时间内达到相变温度以上，然后靠工件自身冷却和相变获得所需要的组织，从而使加热部位获得超高硬度、高耐磨性、抗疲劳性等性能，以提高零件的使用寿命。

非转移弧表面淬火处理的先进性有：非转移弧表面淬火处理马氏体晶粒细、位错密度高，硬度高，耐磨性好；工件变形极小，甚至无变形，适合于高精度零件处理，零件处理后可直接使用或仅需精磨；非转移弧表面淬火处理后表面为压应力，不易产生裂纹，能显著提高抗疲劳强度；非转移弧表面淬火处理硬化层硬度梯度非常小，硬度基本不随硬化层深变化而变化；适合的材料广泛，包括各种中高碳钢、工具钢、模具钢以及铸铁材料等；低碳环保，方便野外操作等，因此使得非转移弧表面淬火处理技术具有广阔的市场前景和推广价值。其它相关表面淬火处理技术应用于螺纹时，主要问题是螺纹牙顶面与螺纹槽侧面相交处容易熔化，使得这些技术只能分别单独处理螺纹的牙顶面或侧面或螺纹的台肩面等，这样无论是内螺纹还是外螺纹，螺纹旋合后，螺纹牙的受力面及螺纹牙根处的力学性能难以全面满足螺纹产品的需要。

发明内容

本发明提供了一种螺纹牙槽全表面同时硬化的非转移弧表面淬火工艺，被处理工件螺纹牙槽的两侧面及牙槽底面硬度达到580HV1～710HV1，螺纹牙顶面硬度为400HV1～590HV1，相对于其它表面淬火处理工艺，节约能源、资源、简化工艺、方便操作；工艺过程采用非转移弧热源，设备紧凑，工艺简洁，维护方便，有利于技术的推广和应用。

本发明的技术方案如下：

一种螺纹牙槽全表面同时硬化的非转移弧表面淬火工艺，其特征在于依次含有以下步骤：

(1)、根据外螺纹大径处螺纹牙槽的开口距离，或内螺纹小径处螺纹牙槽的开口距离选择非转移弧发生器的喷嘴孔径，满足实际处理时非转移弧弧焰能同时布满螺纹牙槽的两侧面及底面；

(2)、安装夹紧螺纹工件，固定非转移弧发生器，非转移弧发生器弧焰出口对准螺纹牙槽，非转移弧发生器喷嘴出口端面与牙底面距离比牙型高度大2.5～4.5mm；

(3)、调整机床移动参数，要求非转移弧表面淬火过程中螺纹工件随车床主轴旋转，非转移弧发生器随刀架移动时，非转移弧发生器弧焰出口始终对准螺纹牙槽；

(4)、实际淬火处理过程中非转移弧弧焰直接同时喷射到螺纹牙槽的两侧面和底面，不是只单独处理螺纹牙顶面、底面或侧面；

(5)、根据螺纹工件的材料及螺纹牙槽空间的大小，选择合适的电流80A～130A，螺纹工件旋转时牙顶面的线速度为1.5m/min～3m/min，为防止螺纹牙顶面与螺纹槽侧面相交处熔化，采用非转移弧表面淬火处理；

(6)、根据上述步骤得到的被处理工件螺纹牙槽的两侧面及牙槽底面硬度达到580HV1～710HV1，螺纹牙顶面硬度为400HV1～590HV1。

所述的非转移弧发生器喷嘴孔径为外螺纹大径处螺纹牙槽的开口距离，或内螺纹小径处螺纹牙槽的开口距离。