[發明專利]一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌及其制作方法

有效

• 申請號: 201110361581.8
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102501077A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周倜;周宏;任露泉;苗淼
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01;C23C24/10;C22C27/06;C22C27/02;C22C29/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

1.一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述導軌與鑄鐵機床底座為一體，在導軌面上的滾動部位，采用激光熔敷法，制備規律分布、具有碳化物組織、高硬度并于導軌母體呈冶金結合的圓柱形和網格形單元體，這些單元體和機床導軌母體共同構成軟硬相間的仿生物體結構的仿生耦合區域，所述激光熔敷是在單元體上均勻涂覆有合金粉末，通過激光直接照射熔化后再快速凝固，獲得組織不同于母體的微米級碳化物、馬氏體、合金碳化物、WC或TiC，硬度要求HV630-1150。

2.根據權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述單元體直徑為1～3mm之間均勻分布或隨機分布的圓柱狀；或寬度為1～2mm，間距為1～3mm，傾斜角度為0～90°，深度為0.2mm的條紋狀交叉分布構成網格狀單元體。

3.根據權利要求1或2所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述合金粉末包括WC、TiC、重量百分比為：C?1.0-3.2、Cr?50-69、余量為鐵的高鉻合金或重量百分比為C?0.8-1.0、V50-55、余量為鐵的釩鐵合金，合金粉末涂覆厚度為0.3mm，導軌母材和表面涂覆的材料經激光照射熔化后混合，單元體組織為碳化物+馬氏體+WC或TiC，熔敷WC硬度要求HV1100-1150，熔敷TiC硬度要求HV1150-1200，熔敷高鉻合金的單元體組織為微米級的合金碳化物和馬氏體，熔敷高鉻合金硬度要求HV750-850，熔敷釩鐵合金硬度要求HV850-900。

4.根據權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述的激光熔敷采用離焦量±4.5mm，激光電流100-300mA，激光照射頻率5-10Hz，激光脈寬5-10ms的激光光束。

5.根據權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述圓柱形單元體的分布為單一尺寸分布或不同尺寸混合分布。

6.根據權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述網格形單元體的分布為單一尺寸分布或不同尺寸混合分布。

7.根據權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌，其特征在于，所述單一尺寸的圓柱形單元體與單一尺寸網格形單元體按混合分布，或不同尺寸的圓柱形單元體與不同尺寸的網格形單元體混合分布，或單一尺寸的圓柱形單元體與不同尺寸的網格形單元體混合分布，或不同尺寸的圓柱形單元體與單一尺寸網格形單元體混合分布。

8.如權利要求1所述的一種仿生耐磨高可靠性鑄鐵滾動機床導軌制作方法，其特征在于，按以下步驟進行：

步驟一，根據不同的機床導軌所需的表面硬度以及其受力大小，選擇不同硬度對應的合金粉末；

步驟二，利用玻璃水將合金粉末以0.3mm的厚度均勻涂抹在導軌表面，涂抹痕跡為網格型或者斑點狀

步驟三，控制激光器以不同的激光參數和運動方式對涂有合金粉末的導軌表面進行掃描，使母材與合金粉末同時熔化，最終在導軌表面形成仿生單元體。