用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块及其制造方法技术

本发明专利技术揭露一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块及其制造方法。此渗碳沃斯回火滑块包含有一基材，可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于基材上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种用于线性滑轨的滑块及其制造方法，特别是有关于一种表面形成有变韧铁硬化表层，能够延长使用寿命的渗碳沃斯回火滑块及其制造方法。
技术介绍
按，由于精密进给系统的不断研发改进，线性传动技术及其产品已经成为许多精密机具中最重要的部份，常见者诸如线性滑轨、滚珠螺杆等，特别是线性滑轨已被广泛安装于许多精密机具设备上，可藉以提高机件滑移的精密度、顺畅度、稳定性及使用寿命等。一般线性滑轨包含有滑块10与滑轨20，如图1所示，线性滑轨的关键组件是滑块10，直接影响设备的使用寿命、生产效率和设备的质量与成本。然而，习知的滑块10在经由旧有制程形成时会构成麻田散铁表层，当使用一段时间后，滑块10常因疲劳性能不够或开裂而失效，而在近年中由于机器使用线性滑轨的运转速度增加，因此线性滑轨的滑块10于运动时所产生的失效将会对系统产生严重的问题。再者，习知技术采用油淬进行热处理时，高温零件从摄氏820-950度左右冷却至摄氏60-150度淬火时，零件也从沃斯田铁立刻转变为麻田散铁。在淬火中，由于二种组织的体积不同，而滑块形状也是不规则，所以表层和里层，厚度大和厚度小，在体积转变时，有一定时间差，体积不同造成的扭曲变形。所以由沃斯田铁立刻转变为麻田散铁的热处理方式，除了体积涨大外，它还伴随着一定程度的扭曲变形；所以由沃斯田铁立刻转变为麻田散铁的热处理方式，呈现一个不规则的变形量，因此热处理前的初加工时，必须预留较大的研磨加工量。除了研磨加工成本大外，也必须加长热处理时间，以便得到较大渗碳层深度，进一步的增加成本。
技术实现思路
有鉴于上述习知技艺的问题，本专利技术的目的就是在提供一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块及其制造方法，以解决习知滑块容易因疲劳性能不够或开裂而失效的问题。根据本专利技术的目的，提出一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其包含：一基材，可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于该基材上。较佳地，此渗碳沃斯回火滑块更包含一接层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于基材与至少一硬化表层之间。较佳地，基材为金属所制。较佳地，至少一硬化表层为高碳的变韧铁组织。较佳地，接层为变韧铁组织。较佳地，接层为变韧铁及麻田散铁的混合组织。根据本专利技术的目的，又提出一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其包含：一基材，为金属所制，基材可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于基材上，硬化表层为高碳的变韧铁组织。根据本专利技术的目的，再提出一种渗碳沃斯回火滑块的制造方法，其包含下列步骤：对一滑块毛胚进行初加工，以将滑块毛胚切削为所需对应的体积；将经初加工后的滑块毛胚于气氛保护环境加热至摄氏820度至1000度，以对滑块毛胚进行沃斯田铁化固溶处理及表面渗碳处理，进而形成趋近于完成品的一滑块；将滑块放置于盐槽中以降温至摄氏160度至400度进行沃斯回火处理(Austempering)；再将滑块自盐槽中取出以进行清洗及干燥程序；以及对滑块再次进行回火处理(Tempering Treatment)后，将滑块冷却至室温，进而产生一表面形成有为变韧铁组织的一硬化表层的渗碳沃斯回火滑块。较佳地，滑块透过空冷或风冷的方式冷却至室温。较佳地，此渗碳沃斯回火滑块的制造方法更包含下列步骤：将渗碳沃斯回火滑块进行研磨精加工。较佳地，渗碳沃斯回火滑块的洛氏硬度可为35~60度。较佳地，渗碳沃斯回火滑块的强度可为900~ 2200牛顿/平方毫米。较佳地，该气氛保护环境的气氛可为一氧化碳、氢气及氮气的混合气体。承上所述，本专利技术所制成的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，在其表面有一层高碳变韧铁组织的硬化表层，或进一步于硬化表层下方有一层变韧铁及麻田散铁混合组织的接层，能够大幅提高材料的疲劳性能，有效的改善了低碳合金钢滑块表面剥离的问题，并达到表面压应力增加及变韧铁晶界无裂纹，延长线性滑轨的使用寿命。附图说明图1为习知技术的滑块的示意图。图2为本专利技术的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块的第一实施例的第一示意图。图3为本专利技术的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块的第一实施例的第二示意图。图4为本专利技术的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块的第二实施例的示意图。图5为本专利技术的渗碳沃斯回火滑块的制造方法的流程图。图6为本专利技术的渗碳沃斯回火滑块与习知技术的旋转弯曲疲劳性能比较的示意图。图7为本专利技术的渗碳沃斯回火滑块与习知技术的负载与失效周期比较的示意图。图8为本专利技术的渗碳沃斯回火滑块的金相组织结构。图号说明：10 渗碳沃斯回火滑块11 基材12 硬化表层13 接层20 滑轨S1~S6步骤。具体实施方式请参阅图2及图3，其分别为本专利技术的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块的第一实施例的第一示意图及第二示意图。第一实施例中，滑块10包含有基材11及至少一硬化表层12，滑块10可活动性地设置于滑轨20上，其中基材11为金属所制成，较佳的制成材质为低碳合金钢。在本专利技术的渗碳沃斯回火热处理的技术中，渗碳程序后接着是一种可选择温度的沃斯回火过程，在沃斯回火的过程中，至少一硬化表层12将转变为高碳的变韧铁组织以形成于基材11上。所述渗碳沃斯回火热处理是一种稳定的过程，相较于淬火回火热处理技术有许多的优势。由于变韧铁的形成是在单一温度经过许多分钟或是数小时的转变，因此可以大幅减小变形量，而且没有开裂的问题，而透过该硬化表层12能够大幅提高材料的疲劳性能，有效的改善了滑块10表面剥离的问题，延长线性滑轨20的使用寿命。接续，请参阅图4，其为本专利技术的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块的第二实施例的示意图。于上述沃斯回火以形成硬化表层12的过程中，于硬化表层12下方、基材11的上方将会形成变韧铁组织的接层13，或者是变韧铁及麻田散铁的混合组织的接层13，所述接层13能够提供滑块10足够的强度和韧性。请参阅图5，其为本专利技术的渗碳沃斯回火滑块的制造方法的流程图，其流程步骤如下：步骤S1：对一滑块毛胚进行初加工，以将滑块毛胚切削为所需对应的体积。此步骤当滑块毛胚成形后，即可对滑块毛胚机械加工，在进行加工时需考虑到热处理变形量。步骤S2：将经初加工后的滑块毛胚于气氛保护环境加热至摄氏820度至1000度，以对滑块毛胚进行沃斯田铁化固溶处理及表面渗碳处理，进而形成趋近于完成品的一滑块。此步骤将初加工后的滑块毛坯送至在气氛保护及计算机控制下的全自动盐淬生产线，透过保护气氛可避免工件表面氧化脱碳，透过计算机控制可避免人为因素影响，送至全自动盐淬生产线的滑块毛坯则可执行加热程序，其目的在于使滑块表面有一层硬化表层，并使基材均质化，使基材完全变态成为沃斯田铁，而表层渗碳量，也改变麻田散铁转变温度起始点。步骤S3：将滑块放置于盐槽中以降温至摄氏160度至400度，再对滑块进行沃斯回火处理(Austempering)。其中，滑块在盐槽中需快速冷却，避免波来铁产生，而影响至材料的显微组织与机械性质。步骤S4：将滑块自盐槽中取出以进行清洗及干燥程序。步骤S5：对滑块再次进行回火处理(Tempering Treatment)后，将滑块冷却至室温，进而产生一表面形成有为变韧铁组织的一硬化表层的渗碳沃斯回火滑块。其中，渗碳沃斯回火滑块的硬度可达洛氏硬度35~60度，强度更可达到900~ 2200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，包含：一基材，可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于该基材上。

【技术特征摘要】
2015.05.14 TW 1041153431.一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，包含：一基材，可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于该基材上。2.如权利要求1所述的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，包含一接层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于该基材与该至少一硬化表层之间。3.如权利要求1或2所述的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，该基材为金属所制。4.如权利要求1或2所述的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，该至少一硬化表层为高碳的变韧铁组织。5.如权利要求2所述的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，该接层为变韧铁组织。6.如权利要求2所述的用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其特征在于，该接层为变韧铁及麻田散铁的混合组织。7.一种用于线性滑轨的渗碳沃斯回火滑块，其包含：一基材，为金属所制，该基材可活动性设置于一滑轨上；及至少一硬化表层，经过渗碳沃斯回火热处理以形成于该基材上，该硬化表层为高碳的变韧铁组织。8.一种渗碳沃斯回火滑块的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：对一滑块毛胚进行初加工，以将该滑块毛胚切削为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙豌蓁，
申请(专利权)人：孙豌蓁，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71