一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法

2023-06-01 10:45:06 2

專利名稱：一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法
技術領域：
本發明涉及滾動導軌副和滑動導軌副導軌的製造方法，特別是空冷局部硬化微型導軌(截面尺寸彡12X 12mm)的製造方法。
背景技術：
目前，國內、國外微型導軌副中的導軌所用的材料為高鉻合金鋼，一般用含鉻量高達10%高鉻合金工具鋼(5CrlOMo)或含鉻量更高16 18%的馬氏體不鏽鋼(9Crl8、llCrl7)，經冷拉成導軌毛坯。為了確保導軌具有高的耐磨性，在製造微型導軌時，先按照圖樣尺寸進行鑽、鍃安裝孔，製成導軌半成品，然後對半成品進行整體加熱淬火，導軌整體被淬硬。此法在技術上不足之處是:整體淬火導軌變形大，須校直矯直，導致安裝孔的孔距尺寸精度降低；導軌整體淬硬，脆性大，校直困難，在安裝孔處很容易被壓斷；淬火後殘餘奧氏體含量較多，須添加冷處理或二次硬化回火加以消除。此外，高鉻合金工具鋼或高鉻馬氏體不鏽鋼鋼材價格昂貴，毛坯的拉制性能、切削性能差和熱處理工藝過程複雜，造成導軌成品成本聞。

發明內容
本發明要解決 的技術問題是提供一種價格低廉的鋼材來製造微型導軌，導軌毛坯溝槽或滑道所在面(以下統稱滲面)經局部離子滲碳或局部離子碳氮共滲(以下統稱局部離子滲)及隨後空冷亞溫淬火，硬度高(58 62HRC)，其餘面(以下稱統非滲面)硬度低((26HRC)，可在導軌淬火後進行切削加工，為此，本發明還要提供一種該導軌的製造方法。為了解決上述的技術問題，本發明所述的微型導軌，滲面硬度58 62HRC，非滲面硬度彡26HRC。作為上述技術方案的改進，所述導軌由低合金滲碳鋼製造，經局部離子滲及隨後空冷亞溫淬火，滲面硬度58 62HRC，非滲面硬度< 26HRC。本發明的一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法包括以下步驟:a.根據導軌截面尺寸的大小，選擇適合於經碳氮共滲或滲碳、在空氣中冷卻能淬硬(58 62HRC)的低合金滲碳鋼，經冷拉成導軌毛坯；b.按工藝文件規定的長度下料；c.對導軌進行局部離子滲及隨後空冷亞溫淬火硬化處理；步驟c中，局部離子滲及隨後空冷亞溫淬火硬化處理包括以下工藝過程:I)對局部離子滲導軌毛坯的非滲面進行屏蔽，屏蔽形式有二:①用鋼板將非滲面加以覆蓋；②將兩導軌的非滲面互相貼合。屏蔽時，兩種形式同時並用；2)將屏蔽好的導軌毛坯放入離子碳氮共滲爐中進行局部離子滲，離子滲溫度850 870°C，保溫2 3時，然後隨爐冷至550 600°C出空冷；3)將已完成局部離子滲的導軌，放置在有保護氣氛的爐中加熱至亞溫淬火溫度Acl+(10 20) °C，保溫10 15分鐘，隨後出爐空冷趁熱校直；4)將導軌加熱至180 200°C，保溫2 3小時。本發明的有益效果是:這種空冷局部硬化微型導軌由於採用低合金滲碳鋼製造，用材成本僅為高合金工具鋼的1/4 1/5、不鏽鋼的1/7 1/8，有利於降低生產成本；滲面硬度高58 62HRC，耐磨性良好，而非滲面硬度低< 26HRC，具有包括鑽、鍃孔等良好切削性能，安裝孔孔距形位誤差精度比整體淬火導軌高，有利於導軌加工精度的提高；亞溫淬火殘餘奧氏體含量比常規淬火少，可省去消除殘餘奧氏體工序；空冷淬火過程趁熱校直能及時消除部分校直應力，有利於減小後工序導軌的變形；非滲面不用塗防滲塗料就可達到防滲效果，省掉塗防滲塗料工序，有利於降低製造成本；所用淬火介質是空氣，無須用油，既節省了淬火用油，又無油煙汙染；熱處理後導軌表面清潔，無須清洗，有利於環保和改善勞動條件。
具體實施例方式本發明所述的一種空冷局部硬化微型導軌是由低合金滲碳鋼製造，滲面硬度58 62HRC，非滲面硬度≤ 26HRC。本發明所述的一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法，其製造方法包括以下步驟: a.根據導軌截面尺寸的大小，選用適合於經局部離子滲和空冷能淬硬(58 62HRC)的鋼種，經冷拉成導軌毛坯；b.按工藝文件規定的長度下料；c.對導軌進行局部離子滲；d.對導軌進行空冷亞溫淬火硬化處理；步驟c中，局部離子滲包括以下工藝過程:I)對局部離子滲導軌毛坯的非滲面進行屏蔽，屏蔽形式有二:①用鋼板將非滲面加以覆蓋；②將兩導軌的非滲面互相貼合。屏蔽時，兩種形式同時並用；2)將屏蔽好的導軌毛坯放入離子碳氮共滲爐中進行局部離子滲，離子滲溫度850 870°C，強滲2 3小時，擴散0.5小時，然後隨爐冷至550 600°C出空冷；步驟d中，局部硬化熱處理包括以下工藝過程:I)將導軌放置於保護氣氛爐中，加熱至亞溫淬火溫度Ael+ (20 30) V，保溫10 15分鐘，隨後出爐空冷和趁熱校直；2)將導 軌加熱至180 200°C，保溫2 3小時。為了便於更全面理解本發明，下面將給出兩個具體實施例子對本發明作進一步說明。實施例1:滾動直線導軌副矩形微型導軌，外形尺寸:長600 X寬12 X高8mm，技術要求:材料為20CrNiA鋼，帶溝槽兩側面碳氮共滲淬火，，硬度58 62HRC，有效硬化層深度0.6 0.8mm,安裝孔所在兩面不允許碳氮共滲，硬度彡26HRC。其製造方法如下:將圓鋼冷拉成帶溝槽矩形微型導軌毛坯-按工藝規定長度600mm下料-用鋼板覆蓋非滲面以及兩導軌非滲面互相貼合兩種形式同時並用進行屏蔽-局部離子碳氮共滲-空冷亞溫淬火等熱處理工序。局部離子碳氮共滲和空冷亞溫淬火工藝過程的工藝參數:先將導軌放入溫度850 870°C的離子碳氮爐滲中進行碳氮共滲，共滲2 3小時，擴散0.5小時，爐冷至550 600°C出爐空冷，再將導軌放入保護氣氛爐中加熱至755 765°C，保溫10 15分鐘，出爐空冷和趁熱校直，180 200°C回火2 3小時。以下工序按導軌圖樣尺寸進行鑽、鍃安裝孔和磨削加工。實施例2:線性模組中的U形滑道，外形尺寸:長400mmX寬8mmX高5mm。技術條件:材料20CrMoA鋼U形面滲碳，硬度58 62HRC，有效硬化層深度0.6 0.8mm,其餘部位不允許滲碳，硬度< 26HRC。其製造方法如下:將圓鋼冷拉成帶U形槽滑道的微型導軌毛坯-按工藝規定長度400mm下料-用鋼板覆蓋非滲碳面以及兩導軌非滲碳面互相貼合兩種形式同時並用進行屏蔽-局部離子滲碳-空冷亞溫淬火等熱處理工序。局部離子滲碳和亞溫淬火工藝過程的工藝參數:先將導軌放入溫度860 880°C的離子滲碳爐中進行滲碳，強滲2 3小時，擴散0.5小時，爐冷至550 600°C出爐空冷，再將導軌放入保護氣氛爐中加熱至765 775°C，保溫10 15分鐘，出爐空冷和趁熱校直以及180 200°C回火2 3小時。以下工序按U形滑道圖樣尺寸進行磨削加工。
權利要求
1.一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法，其特徵在於所述導軌溝槽(或滑道)所在面(碳氮共滲面或滲碳面)硬度58 62HRC，其餘面(以下稱非滲面)硬度< 26HRC。
2.根據權利要求1所述導軌，其特徵在於所述導軌由低合金滲碳鋼製造。
3.根據權利要求1所述空冷局部硬化微型導軌，經局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)和空冷亞溫淬火而獲得。
4.一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法，其特徵在於包括以下步驟: a.冷拉製作導軌毛坯； b.根據工藝文件規定的長度下料； c.對導軌毛坯進行局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)； d.對已完成局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)的導軌進行空冷亞溫淬火。
5.根據權利要求4所述空冷局部硬化微型導軌的製造方法，其特徵在於步驟c中所述局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)包括以下工藝過程: 1)對局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)導軌毛坯非滲面進行屏蔽，屏蔽形式有二:①用鋼板將非滲面加於覆蓋；②將兩導軌非滲面相互相貼合。兩種形式同時並用； 2)將屏蔽好的導軌毛坯放入850 880°C離子碳氮共滲爐進行局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)； 3)隨爐冷卻至550 600°C，出爐空冷。
6.根據權利要求4所述空冷局部硬化微型導軌的製造方法，其特徵在於步驟d中所述空冷亞溫淬火包括以下工藝過程: 1)將已完成局部離子碳氮共滲(或局部離子滲碳)的導軌放置於保護氣氛爐中，加熱至Ael+ (10 20) V，保溫10 15分鐘； 2)將導軌放置在空氣中冷卻和趁熱校直； 3)將導軌加熱至180 200°C，保溫2 3小時。
全文摘要
本發明公開了一種空冷局部硬化微型導軌及其製造方法。本發明所述導軌是採用經碳氮共滲(或滲碳)後，在空氣中冷卻淬火能淬硬的鋼材製造。在製造時，先將圓鋼冷拉成導軌毛坯，然後對導軌毛坯非碳氮共滲面(或非滲碳面)進行屏蔽，接著對已屏蔽好的導軌進行局部離子碳氮共滲(或滲碳)和空冷亞溫淬火併趁熱校直。淬火後導軌碳氮共滲面(或滲碳面)硬度58～62HRC，非碳氮共滲面(或非滲碳面)硬度≤26HRC。最後按圖樣尺寸對導軌進行機械加工和磨削。本發明有益效果是導軌用材成本僅為現用鋼材的1/4～1/8；非滲面不用塗防滲塗料或鍍銅就能達到防滲目的；所用淬火介質是空氣，無油煙汙染；熱處理後導軌表面清潔，無油汙，無須清洗。有利環保、改善勞動條件和降低生產成本。
文檔編號C21D1/18GK103161825SQ20131006749
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者區文波 申請人:區文波