导轨感应热处理技术优化方案

导轨是机床上的重要零件，它的主要失效形式是磨损。对导轨进行表面淬火，可以提高它的耐磨性，延长使用寿命。

机床导轨表面淬火有三种方法：一是采用火焰淬火，其缺点是淬火硬度不均，淬硬层深浅不一，淬火后变形较大；二是采用接触电阻加热淬火，优点是工艺装备简单，操作简便，淬火变形小，缺点是淬硬层不深，生产率较低；三是采用感应淬火。高频感应淬火与中频感应淬火相比，高频感应淬火的硬化层较浅，变形较小，质量稳定，生产率高，生产中使用较普遍。

图2-41 机床导轨高频感应淬火

1—导轨 2—感应器 3—导磁体 4—挡水板 5—吹风板

机床导轨的高频感应淬火，大多数采用双回线平面型感应器（见图2-41），前面一个导体用于预热，后面一个导体用于加热。为了提高加热效率，可在后面一个导体上安装Π形导磁体，并且钻有45°的喷水孔，以便在加热后淬火。由于机床床身笨重，淬火后进行回火困难，应采用自行回火，即在距喷水孔后面一定距离的地方设置一挡水板，以便利用余热进行自回火。最好在挡水板的后面，再增设一吹风板，将溢出的水滴吹去，以保证回火顺利进行。(www.xing528.com)

机床导轨有凸起的尖角，在感应器设计时，应考虑各部分温度的均匀性。这可通过调整导磁体的位置和各处的间隙来实现。

机床导轨一般采用1级灰铸铁，石墨应呈细小条状，分布均匀，基体组织为珠光体，或少量游离铁素体。

铸铁的淬火工艺主要根据基体组织确定。对于具有珠光体基体的铸铁来说，可以采用比较大的比功率、大的加热速度及不太高的淬火温度。反之，对于具有铁素体基体的铸铁，就应采用比较小的比功率、长的加热时间及较高的淬火温度，使石墨能充分溶入奥氏体内。如果淬火后硬度不高，也可以先经高频感应正火（用压缩空气吹冷），然后再次加热，用较低的温度淬火。对含有磷共晶的铸铁，加热温度的上限不可超过950℃，以免磷共晶分解，引起淬裂。

对于珠光体基体的导轨，可采用比功率为0.3～0.5kW/cm²、加热速度为50～150℃/s、移动速度为1.5～3mm/s（导轨相对感应器而言）、淬火温度为900～920℃和自回火温度为200～300℃的工艺。处理后，可获得深度为1.5～2.5mm的硬化层，表面硬度达48～58HRC，金相组织为细针状马氏体、石墨及磷共晶。

机床导轨经高频感应淬火后，一般变形规律是中部呈现凹陷，凹陷深度与导轨长度及硬化层深度有关（硬化层越深，变形越大）。当导轨长度约为2m、硬化层深度为2～3mm时，最大凹陷约为0.2～0.4mm。如果工艺规程固定，在床身精刨时预留变形量，即可减少淬火后的磨削量。