[发明专利]一种螺杆的表面热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺杆的表面热处理方法，适用于注塑机的螺杆表面强化热处理。属于金属表面热处理技术领域。

背景技术

螺杆是注塑机械中的关键零件，螺杆工作环境恶劣，工作温度通常在200℃以上，在塑料制品生产过程中，螺杆与塑料颗粒摩擦挤压，同时还承受熔料的磨蚀作用和预塑时的频繁负载起动。近年来，随塑料制品性能的提高和种类的增加，螺杆工作环境更为恶劣，除高硬度填料的使用导致磨损加剧外，还存在不同程度的腐蚀现象。

现有技术中，螺杆和料筒多因磨损造成间隙过大而不能正常挤、注而报废。磨损加大螺棱与机筒之间的间隙，导致熔融速率及泵出能力降低，造成物料温度不均匀及压力波动，使产品质量下降，同时生产率降低、能耗增加。相对机筒来说，螺杆更易于损坏失效。由于注塑机的年产量巨大，据不完全统计，到2006年，世界注塑机的年产量为91480台，而我国大陆的注塑机产量为57600台，占世界注塑机年产量的62.97％。因此，螺杆失效将导致巨大的经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题，即本发明的目的，是为了提供一种螺杆的表面热处理方法，以提高螺杆的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性能，使用寿命得到大幅度的延长。

本发明解决其技术问题可以采用如下技术方案：

一种螺杆的表面热处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)工件预处理，依次螺杆工件进行去脂、酸性活化和去离子水洗处理；

2)工件烘干，将步骤1)预处理的螺杆进行烘干，去除表面的残留水处理；

3)对螺杆进行气体渗氮硫铬处理，将工件放入装有硫铬的气态络合物与氨气的混合气体的电热炉内进行渗氮硫铬处理，炉内温度保持480～650℃，进行渗氮硫铬处理的时间为30～150分钟；

4)对螺杆工件进行喷沙或喷丸处理，去除表面疏松层；

5)对螺杆工件进行氧化处理，将工件放入装有液态氧化盐的电热炉内，并浸入氧化盐熔融液体中，工件浸入氧化盐熔融液体中的温度保持为300-400℃，工件浸入氧化盐熔融液体中的时间为10-60分钟；

6)重复步骤3)-5)一次或二次以上，在工件的表面形成一层超硬表层组织，完成螺杆工件表面处理。

本发明解决其技术问题还可以采用如下技术方案：

进一步地，步骤3)和步骤5)所述的电热炉为外热式坩埚电热炉。

进一步地，所述含硫铬络合物为含硫化合物与含铬化合物的混合物，两者的质量比为99∶1-1∶99，优选80∶20-20∶80，更优选60∶40-40∶60。

进一步地，所述含硫铬络合物为硫酸铬铵、铬酰氯的二硫化碳溶液、硫酸铬铵甲酰胺溶液中的一种或二种以上组合物；或者含铬化合物为硫酸铬铵、乙酸亚铬中的一种或二种的组合物。

进一步地，所述含硫化合物为硫醇、硫酚、硫醚、二硫化物、多硫化物中的一种或二种以上组合物。

进一步地，待处理的螺杆工件为铸铁零件，处理后的铸铁零件的表层形成15-45微米、硬度高达Hv0.1600-Hv0.11300的超硬表面组织层。

本发明的有益效果是：

1、本发明对螺杆经前期预处理、气体渗氮硫铬处理、喷沙或喷丸处理、氧化处理，可以在螺杆的表面形成一层15～45μm厚度的氮硫铬铁化合物，具有提高螺杆的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性能，降低螺杆工作过程中的磨损率和减少产生表面缺陷与磨粒磨损的有益效果。

2、本发明在工件(螺杆)的表面形成一层超硬表层组织(例如：15～45μm厚度的氮硫铬铁化合物)，因此，处理后的工件(螺杆)不会发生明显变形，具有防止导条断裂、提高导条的寿命和是提高异步电动机性能与质量的有益效果。

3、本发明由于处理温度不高，处理过程中导条的热变形不大，大大提高了导条的耐磨性和抗疲劳的能力，降低了导条工作过程中的窜动倾向，减少了表面缺陷与磨损的现象的出现。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的螺杆表面处理方法作进一步详细描述，以下所列实施例为本发明的非限定性实施例，有关螺杆材料成分配比和本发明工艺参数可在允许的范围进行调整，这种调整对本发明没有实质性影响。

本实施例的螺杆表面处理方法，按以下步骤进行：

1)对螺杆依次进行去脂、酸性活化、去离子水洗处理

将螺杆依次浸入碱性溶液、稀硫酸水溶液、去离子水中进行处理；

2)对螺杆进行烘干，去除表面的残留水处理