圆板牙是用来加工外螺纹的专用工具,其基本结构是一个螺母,轴向开出排屑孔(简称梅花孔)以形成切削齿(刃)前面。圆板牙左右两个端面都磨出切削锥角,齿顶经铲削形成后角。在切削过程中其切削锥部分必须有高的硬度,耐磨性,同时又要具有良好的韧性和强度。为此,许多厂家采用高频淬火炉来对圆板牙进行热处理,效果非常好。
圆板牙常用的材料为9CrSi钢,9CrSi钢退火后由于硅能防止淬火马氏体析出的合金碳化物的聚集和回火时的分解,因此使其具有一定的回火稳定性,有资料介绍该钢在250-270℃温度回火,其硬度仍保持在60HRC以上,表现出较高的切削速度,在此温度下,还具有良好的工作状态。可以知道9CrSi钢具有热处理变形小、良好的切削夹攻性及耐磨性和高韧性等特点。
9CrSi钢的淬火温度与晶粒度的对应关系
淬火温度/℃ |
850-860 |
870-880 |
890-900 |
晶粒度/级 |
8 |
7 |
5 |
从上表中可知加热温度升高,则奥氏体的晶粒粗大,力学性能变差,因此在实际的加热过程中工件采用高频淬火炉进行850-860℃的加热热处理是适宜的。考虑到螺纹尺寸的要求,因此可供选择的冷却方式有三种,即分级淬火、等温淬火和油冷等。需要特别注意的是圆板牙的螺纹中径的膨胀量同其有直接的关系,通常采用前两种方法,下表为不同规格的圆板牙其淬火温度与分级温度的较佳配合关系。
同规格的圆板牙其淬火温度与分级温度的较佳配合关系
规格 |
M1-M2.5 |
M3-M5 |
M6-M9 |
M10-M14 |
M16-M24 |
M27-M36 |
加热温度/℃ |
860-890 |
860-860 |
||||
分级温度/℃ |
160-170 |
170-180 |
180-190 |
190-210 |
在淬火冷却时,由于圆板牙和淬火夹具均带进硝盐槽大量的热量和部分盐渣,为保持冷却介质温度的稳定,必须在硝盐槽中放入冷却水套或循环水管。同时要捞渣或及时过滤,以免降低硝盐的冷却效果。
关于硝盐的分级和等温淬火的规律为:当加热温度不变时,介质温度越低(要高于150℃),螺纹的收缩越大,当分级和等温温度恒定时,加热温度越高(在工艺范围内),则螺纹越胀大。由此可见大规格的板牙比小规格的分级等温温度高。