一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法.pdf

本发明提供了一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法，所述方法包括：所述的销轴为40Cr或45钢材质，先在清洁处理过的销轴表面、涂覆激光淬火涂料，再对销轴表面进行激光处理，通过调节激光处理的搭接量，使销轴表面具有硬化带和软化带相间并呈螺旋型的激光处理带。本发明利用激光对销轴表面进行硬化处理，成本低、操作简单，得到销轴具有储油功能，润滑性能良好，使用寿命长。

1.  一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法，其特征在于所述的销轴为40Cr或45钢材质，所述方法包括:在清洁处理过的销轴表面、涂覆激光淬火涂料，再对销轴表面进行激光处理，通过调节激光处理的搭接量，使销轴表面具有硬化带和软化带相间并呈螺旋型的激光处理带。

2.  如权利要求1所述的塑料成型机销轴表面硬化处理方法，其特征在于激光处理工艺参数为:激光扫描速度350～400mm/min，矩形光斑尺寸为(10～15)×3mm²，能量密度48～52J/cm²，搭接量1～2mm。

3.  如权利要求1所述的塑料成型机销轴表面硬化处理方法，其特征在于所述的所述硬化带与软化带宽度之比为(10～30):1。

4.  如权利要求1所述的塑料成型机销轴表面硬化处理方法，其特征在于所述硬化带硬度为HRC50～HRC60、宽度10～15mm、深度0.3～1.0mm，所述软化带硬度为HRC40～HRC50。

5.  如权利要求1所述的塑料成型机销轴表面硬化处理方法，其特征在于所述清洁处理为用水清洁销轴表面。

一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法
(一)技术领域
本发明涉及一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法，特别涉及一种表面经激光强化处理的塑料成型机销轴的方法，由该方法获得表面硬化处理的塑料成型机销轴。
(二)背景技术
连杆销轴是塑料注射成型机用量较大的关键零件，工作中承受着复杂的剪切、挤压力与磨擦磨损，为适应此工况，连杆销轴通常由38CrMoAl制造，再施以长达六十至七十小时的氮化处理。然而在使用过程中，氮化层较薄且易于脱落，且氮化处理消耗了大量的能源，导致产品的成本较高且质量欠佳，市场竞争力不强。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法，由该方法硬化处理获得的成本低、使用寿命长的塑料成型机销轴。
本发明采用的技术方案是：
一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法，所述方法包括：所述的销轴为40Cr或45钢材质，先在清洁处理过的销轴表面、涂覆激光淬火涂料，再对销轴表面进行激光处理，通过调节激光处理的搭接量，使销轴表面具有硬化带和软化带相间并呈螺旋型的激光处理带。
所述的激光处理工艺参数为：激光扫描速度350～400mm/min，矩形光斑尺寸为(10～15)×3mm²，能量密度48～52J/cm²，搭接量1～2mm。在激光的多道扫描中，由于前道扫描与后道扫描之间存在一定范围的搭接(重叠)部位，造成此部位产生一回火软化带，该区域的硬度比硬化带低，容易发生弹性变形，搭接量为1mm是指搭接(重叠)带宽度为1mm。通过上述激光处理，从而在销轴表面获得一深度为0.3～1mm、硬度不低于HRC55的硬化层，使销轴的生产成本降低。如经激光强化处理的六支某型塑料注射成型机长连杆销轴可节约近万元费用，且性能大幅提高，经用户反馈，该销轴2004年6月开始运行，至今工作情况良好。
具体的，所述硬化处理工艺包括如下步骤：
(1)销轴经调质处理，磨削至粗糙度为，清洁销轴需处理区表面；
(2)在清洁后的表面均匀涂敷激光淬火涂料，所述的涂料为市场通用的激光淬火涂料；
(3)根据销轴工作情况，设定激光强化工艺参数：扫描速度为350～400mm/min，光斑尺寸为(10～15)×3mm²，能量密度为48～52J/cm²，搭接量为1mm；选择相应参数的激光束对销轴进行激光处理；
(4)激光处理后，再对销轴进行磨削至图纸规定的尺寸，外圆表面粗糙度达到即可装机。
本发明所述的塑料成型机销轴表面硬化处理方法，所述的表面硬化带与软化带宽度之比为(10～30):1，所述硬化带硬度为HRC50～HRC60、宽度8～14mm、深度0.3～1.0mm，所述软化带硬度为HRC40～HRC50(比硬化带低10个单位左右)。
所述硬化带和软化带，通过调节激光处理的搭接量获得，激光处理工艺参数为：激光扫描速度350～400mm/min，矩形光斑尺寸为(10～15)×3mm²，能量密度48～52J/cm²，搭接量1～2mm。
销轴经激光处理后的硬化带为10～15mm，且呈螺旋线型，控制硬化带与软化带宽度的比例为(10～30):1，软化带的洛氏硬度比其它部位低10个单位，非搭接处硬度较高，在工作过程中搭接处先磨损，形成微小储油池，能起到很好的减磨与润滑作用，这对延长销轴使用寿命至为关键。而这种储油功能是销轴传统氮化工艺无法实现的。
本发明有益效果主要体现在：利用激光对销轴表面进行硬化处理，成本低、操作简单，得到销轴具有储油功能，润滑性能良好，使用寿命长。
(四)附图说明
图1为本发明销轴表面硬化处理示意图；其中，1—激光辐照方向，2—激光扫描运动方向，3—销轴旋转方向，4—已处理区域，5—光斑宽度，6—搭接带(软带)，7—待处理区域，8—硬化带。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述。
实施例1：
参照附图1，所处理的为FT1250塑料注射成型机的销轴，材质为40Cr，先调质处理到HB265，加工至表面粗糙度为(表示用去除材料的方法获得的粗糙度，Ra上限值为3.2μm)。采用激光器为7kW GFT-IVB型多功能激光加工系统(上海富通激光工程技术研究所)，激光处理前，定制夹具并预先确定处理面积及搭接量；然后根据销轴需处理部位的具体尺寸进行数控编程；清洗销轴表面待处理区域，涂覆激光淬火涂料。根据销轴工作情况，设定激光扫描速度为350mm/min，光斑尺寸为15×3mm²，能量密度为49J/cm²，搭接量为1mm，对销轴表面进行激光处理。
激光器数控编程如下：
N0005G　64
N0010 M3
N0015 M1＝3 S1＝18 G91 G01 Z6000 F25.2 M08
N0020 G09 G05
N0025 G91 G01 Z-6000 F2000
N0030 M30
销轴经激光处理后的硬化带宽度约为14.5mm，且呈螺旋线型，对硬化带表面的任五点进行硬度测试，其硬度分别为HRC56，55，58，62，57，硬化层深为0.6mm。对搭接带(即软化带，宽度约为0.5mm)表面的任五点进行硬度测试，其硬度分别为HRC45，42，50，46，43。硬化带与软化带宽度的比例为29:1，软化带的硬度较其它部位低HRC10左右。外圆磨削后检测硬化带平均微突1μm。
激光处理后，再对销轴进行磨削至外圆表面粗糙度达到(表示用去除材料的方法获得的粗糙度，Ra上限值为0.4μm)，装机运行。经用户反馈，激光硬化处理后的销轴运行良好。