文献综述（或调研报告）：
1、国内外研究现状：
丁霞等人对国产Cr/Mo钢滚珠丝杠与国外同类产品的质量进行了分析比对，国内丝杠选用的为45CrMo（见表1），国外丝杠材料成分基本相似（见表2）。
表1 45CrMo钢的化学成分（质量分数）
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
Ni |
|
0.42~0.49 |
0.17~0.37 |
0.50~0.80 |
0.80~1.10 |
0.23~0.37 |
le;0.30 |
表2 国外丝杠的化学成分（质量分数）
|
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Cr |
Mo |
Ni |
Ti |
V |
|
0.47 |
0.22 |
0.58 |
0.010 |
1.01 |
1.01 |
0.15 |
0.066 |
0.002 |
0.003 |
但是国产滚珠丝杠在性能方面与国外丝杠仍然存在不小的差异。其原因是国产滚珠丝杠内部组织存在比较严重的带状偏析，而国外丝杠的组织比较均匀。带状组织具有显著的方向性，很容易造成在变形国产中的应力集中，甚至出现裂纹，严重的带状组织往往伴随着经历尺寸的不均匀，导致各个部位性能不一致，在发送变形时容易在晶粒粗大、脆弱的部位首先形成微裂纹[6]。此外带状组织还会降低[7]。钢的力学性能、切削性能以及淬透性，使零件淬火变形倾向增大，强韧性降低。丁霞等人认为国产丝杠显微组织中存在带状组织的可能原因有：一是Cr/Mo钢原材料在冶炼、轧制过程中，各个区域成分不均价导致枝晶偏析，并且在后续控轧控冷过程中操作不当；二是在钢材高温奥氏体化后的冷却过程中，冷却速度控制不当，导致先恭喜铁素体析出，从而形成带状组织。由此在材料成分差不多的情况下，显微组织对丝杠性能影响很大。
朱瑞雯在其硕士学位论文中对国内外著名品牌，如日本THK、台湾上银等一共四家的高速精密滚珠丝杠，进行解剖和测试对照分析并从化学成分以及微观组织（原奥氏体晶粒度、马氏体级别、碳化物尺寸和分布、残余奥氏体含量等）以及性能（硬度和分布、淬硬层深度、冲击韧性等）角度得出德国某品牌丝杠性能优秀，符合国内使用要求，在化学成分上与50CrMo4较为接近。本课题后续工作即采用50CrMo4丝杠进行工艺探索。
南京工艺装备制造有限公司从国外采购一批直径为31mm的50CrMo4光杆丝杠，根据生产经验初步采用了原始工艺为80KW加热功率，7mm/s的线圈速度的中频感应加热方式和140℃回火两小时的热处理方式。按此工艺处理的丝杠，整体性能尚可，但是淬硬层深度稍浅，组织略有粗大。
针对滚珠丝杠的热处理，山西省机电设计研究院的焦正音等讨论了GCr15钢滚珠丝杠的预备热处理，中频淬火工艺和高温时效与低温时效处理。GCr15钢制滚珠丝杠的预备热处理一般采用球化退火，球化退火前需检验网状碳化物的级别，若网状碳化物级别大于2级则需进行正火处理以消除网状碳化物。高温时效是一种去应力处理的工艺，主要目的在于消除机械加工过程中由切削力引起的工件残余内应力，为减小中频淬火变形创造条件。高温时效工序一般安排在粗加工之后、半精加工及中频淬火之前，此时的加工余量不小于1mm。高温时效的温度选择决定于零件要求的硬度和去应力效果，温度越高，去应力效果越大。对于球化丝杠，时效温度一般选550~600℃，时间2~4h。低温时效是在中频淬火及半精加工之后进行的，其主要作用是消除残余磨削应力及稳定淬火后的残余奥氏体。一般选择低于中频淬火后低温回火温度，取160~170℃，时间为12~24h。
试验采用了中频立式淬火机床，对光杆（中频淬火时表面未加工出滚道）采用单圈感应器进行加热，对丝杆（中频淬火时表面已加工出滚道）采用双圈感应器加热。针对光杆的感应淬火处理，由于采用不同的试验参数，不同型号的光杆得到的淬硬层深度不同，phi;20mm的光杆有效层深达到了4.3mm，phi;32mm的光杆有效层深为3.6mm。试验过程中，影响光杆淬硬层深度的因素包括光杆的外径、感应器的尺寸、功率、电流频率、淬冷时喷水水压、感应器的升速等等。中频淬火后的丝杠进行(180plusmn;10℃times;2~6h)的低温回火处理。
黄纪淮等对滚珠丝杠的选材及热处理工艺进行了研究。他们对日本NSK公司的滚珠丝杠用材进行了分析，得到其化学成为为：C=0.19%，Si=0.318%，Mn=0.79~0.87%，Cr=0.99%，Mo=0.191~0.186%，它相当于日本牌号的SCM22钢，相当于我国钢种20CrMo合金结构钢。日本NSK公司对3m以下的滚珠丝杠采用气体渗碳淬火工艺，渗碳层深度齿尖约为1.5mm，齿底约为1.01mm，渗碳层组织为马氏体加少量碳化物，硬度为59~60HRC，而心部组织为细珠光体加铁素体，硬度为23~24HRC。南京工艺装备厂对长度为300~2500mm，丝杠直径为25~100mm，螺距为6~12mm的滚珠丝杠均采用中频外圆感应加热淬火。以GQ6010/2000规格的丝杠为例，丝杠直径60mm，螺距为10mm，总长2m，其电参数与热处理工艺参数见表1-3所示。淬火后外圆硬度58~62HRC，淬透层金相组织是隐晶马氏体 碳化物 少量残余奥氏体；淬透层深度齿尖为5~5.15mm，齿底为1.87~2mm。
2.研究目的：
本课题立足于前人研究基础，研究丝杠的工艺与组织性能之间的关系，优化探索出高使用性能的热处理工艺，为高性能丝杠的国产化做出贡献。
3.课题内容：
- 掌握金属合金相变基本原理，以及基本的实验操作方法
- 熟悉滚珠丝杠的工作机理和工作环境，了解其性能要求
- 分析滚珠丝杠的热处理工艺对其性能的影响，掌握滚珠丝杠的分析流程和方法
- 学会对实验数据进行分析，得出结论
参考文献
[1] 丁霞, 王倩, 李保民, 等. 滚珠丝杠用材的质量检验和热处理工艺研究[J]. 热处理技术与装备, 2012(1): 33-38
[2] 吴元徽. 表面淬火滚珠丝杠磨削裂纹的预防与控制[J]. 材料热处理技术, 2011, 40(12): 204-206
[3] 刘江．感应热处理条件下GCr15钢的组织和性能研究[D]：［硕士学位论文］．南京：东南大学材料科学与工程学院，2010
[4] 吴元徽．滚珠丝杠的选材及热处理工艺分析[J]．新技术新工艺, 2009(4)：57-58
[5] 朱瑞雯．滚珠丝杠的组织性能研究及感应淬火模拟[D]：［硕士学位论文］．南京：东南大学材料科学与工程学院，2014
[6] 刘富军, 刘年富, 廖卫团. 带状组织对低碳微合金钢性能的影响及控制[J]. 南方金属, 2011(1): 204-206
[7] 陈锋. 汽车齿轮钢带状组织与热处理[J]. 上海钢研究， 2006(2): 44-49
[8] 焦正音, 魏德耀, 丁好问，等．GCr15制滚珠丝杠热处理工艺研究[J]．山西机械, 2001(1): 36-38
[9] 黄纪淮．日本NSK公司滚珠丝杠用材与热处理工艺的剖析[J]．机床, 1985：48
[10]黄纪淮. 滚珠丝杠材料选用及其热处理[J]. 物理测试, 1989(3): 45-47
[11] 荀环. 大型齿圈感应热处理变形控制与工艺研究[D]: ［硕士学位论文］.哈尔滨: 哈尔滨理工大学材料学院, 2006
[12] 《钢的热处理裂纹和变形》编写组. 钢的热处理裂纹和变形[M]. 北京：机械工业出版社, 1978: 166~310
[13] 《钢铁热处理原理及应用》编写组．钢铁热处理原理及应用[M]. 上海:科学技术出版社, 1979: 85~87
[14] 任宪孔. 表面感应加热淬火热处理变形量的定量分析与控制[J]. 拖拉机与农用运输车, 1995(2): 31-34
[15] 翟钟秀. 感应加热表面淬火零件的变形[J]. 机械工人(热加工), 2001(5): 67
[16] 王滨生, 王松. 板状零件表面淬火变形规律探讨[J]. 金属热处理, 1997(5): 46
[17] 杨化友, 吴有成. 减少滚珠丝杠中频淬火变形的方法[J]. 金属热处理, 1989(12): 39-56
[18] 周家祥译. 欧洲的感应淬火和感应加热[J]. 国外金属热处理, 1989(10): 1-7
[19] 黄纪淮. 滚珠丝杠淬后变形规律的探讨[J]. 机床, 1997(4): 17-18
[20] 秦文正译. 滚珠丝杠表面感应淬火的工艺和设备[J]. 热处理技术与装备, 1986(5): 7-11
文献综述（或调研报告）：
1、国内外研究现状：
丁霞等人对国产Cr/Mo钢滚珠丝杠与国外同类产品的质量进行了分析比对，国内丝杠选用的为45CrMo（见表1），国外丝杠材料成分基本相似（见表2）。
表1 45CrMo钢的化学成分（质量分数）
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
