[發明專利]鑲鋼導軌的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201110438359.3
• 申請日: 2011-12-24
• 公開（公告）號: CN102492818A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 陳海玲;王一嶺;王曉剛;閆克泉
• 申請（專利權）人: 山東普利森集團有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D8/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 丁修亭

技術領域

本發明涉及一種鑲鋼導軌中導軌鑲板的熱處理工藝。

背景技術

隨著機床工業的發展，國內外的超精密機床、數控機床對床身導軌的精度要求越來越高。公知的，床身導軌的力學性能和幾何精度的好壞直接影響機床的加工精度、承載能力以及使用壽命。鑲鋼導軌具有比較好的力學性能和耐磨性，在加工中心以及數控機床中得到了越來越多的應用。而導軌鑲鋼是鑲鋼導軌的核心部件。

雖然鑲鋼導軌的應用越來越受到重視，但決定導軌鑲板重要性能的是所用鋼板的厚度，受限于當前的工藝條件，一直是機床行業難以解決的問題。進一步地，厚度的難點就在于淬火工藝。若導軌板太厚，不僅浪費鋼材，使得床身的材料去除量也較大，加工時間顯著增加。而且過厚的導軌板很難淬透。鑲到機床上后經過導軌的粗磨和精磨工序，硬度層會有比較大的減少，達不到理想耐磨的效果，使用壽命也大大降低。而如果導軌板太薄，淬火后導軌板的變形量較大，變形量最大的可以達到1-2mm，而對面留磨量一般要控制在0.4mm左右，顯然在上述變形量條件下很難滿足后續加工工序的要求。如果沒有校正的措施，將給后續的磨工序帶來很大的加工難度。因此在導軌鑲鋼的初期，導軌板的厚度都在25mm-30mm之間，材料面積在400×100mm左右。

《一重技術》2007年第三期（總117期）提出了一種“中厚板淬火問題及變形研究”有一定的參考價值，并介紹了原有熱處理工藝為防止變形通過一種等效增加鋼板厚度的方法，即將兩工件使用螺栓把合在一起，淬火面朝外，并具體分析了其工藝缺陷和原因。同時提出了一種新工藝，但也仍然采用把合兩個工件的方法，只是先用套筒把兩工件隔開約30mm的間隙，再行把合；目的在于增加淬火面積，減小淬火截面積，從而保證了足夠的冷卻速度，有能使工件的兩個面均能與淬火油接觸。做到工件的兩個面均勻冷卻，減少熱應力。

然而，把合點的存在不可避免的會影響該點的淬火和后續的冷卻，其效果并沒有顯著的提高。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種可以淬硬較薄鋼板的鑲鋼導軌的熱處理工藝，較之現有工藝使鋼板的變形量明顯減小，且能夠獲得較理想的硬度。

為了實現本發明的發明目的，所采用以下技術方案為：

一種鑲鋼導軌的熱處理工藝，包括依序進行的把作為工件的導軌板加熱的步驟和淬火步驟，以及回火步驟，還包括在所述淬火步驟后的加壓步驟，該加壓步驟具體為在淬火步驟后把工件平置于剛性的板形工裝中，進行3~5分鐘的壓制，然后再執行回火步驟。

依據上述鑲鋼導軌的熱處理工藝采用在淬火后對工件進行壓制的方案，使鋼板在淬火出油后剛好完成鋼板內金相組織的轉變，以保證鋼板壓平后沒有塑性反彈。

關于機理，發明人認為，在淬火后鋼板內的金相組織為一種將要轉變的不穩定奧氏體—過冷奧氏體，此時鋼板的塑性最好，所以在這個時段將鋼板拿出壓平是最佳時機，而且經過反復試驗，鋼板在這個階段壓平冷卻后就不會再有反彈。并且發現一旦錯過這個時機，鋼板內的過冷奧氏體就會發生轉化，使鋼板的變形量將增大，而且很難校正。

發明人認為利用鋼的熱處理的物理特性進行導軌板的處理，是解決導軌板熱處理變形大的技術問題的新的嘗試，且經過長期的實驗發現，通過該技術途徑能夠產生較好的技術效果，為解決導軌板熱處理變形大的問題提供了新的途徑。

同時，經實驗測定，所獲得導軌鑲板的硬度滿足使用要求。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，所述板形工裝選用雙鋼板工裝，把工件平置在兩鋼板之間，且鋼板厚度不小于工件厚度的五倍；同時，要進行壓力調整。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，進行壓力調整的結構為螺紋聯接與上述兩鋼板間的預緊結構。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，所述導軌板加熱的步驟控制加熱溫度到預定加熱溫度，并控制加熱溫度上下不超過預定加熱溫度10°C。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，所述預定加熱溫度為900°C，對應的加熱時間為8~9分鐘。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，所述淬火步驟為油淬火工藝，淬火時間控制在40~60秒，匹配工件出油溫度150—200°C。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，在淬火步驟中，要抖動工件或擾動淬火油。

上述鑲鋼導軌的熱處理工藝，所述回火步驟的回火時間為45分鐘，且控制回火溫度在260°C，回火后的工件平置自然冷卻。

附圖說明

圖1為壓制工裝的主視結構示意圖。

圖2為相應于圖1的俯視結構示意圖，圖中虛線部分為工作區域。

圖中：1、壓緊螺栓，2、上壓板，3、工件，4、下壓板，5、壓緊螺栓。