一种高耐磨机床导轨钢材料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，具体为一种高耐磨机床导轨钢材料及其生产工艺，包括基体材料和高耐磨涂层；所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：稀土氧化物、六方氮化硼、二硫化钼、TaSi2、WC、TiN、FeCrC、Ni、Mo、Co、Fe、Nb、Cr，本发明专利技术所制备的机床导轨钢材料具有较高的耐磨性能和硬度，且基体材料与高耐磨涂层之间的结合性能良好。性能良好。性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨机床导轨钢材料及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体为一种高耐磨机床导轨钢材料及其生产工艺。

技术介绍

[0002]机床导轨作为机床上传动与定位部件，可以使机床运动部件按规定的轨迹运动，并支承其重力和所受的载荷，机床上最常用的导轨形式是镶钢导轨，镶钢导轨是导轨系统的固定元件，它可水平装在机床的床身上，也可与床身铸成一体，由于数控机床恶劣的工作环境，作为数控机床的关键零部件，镶钢导轨板要具有良好的硬度和耐磨性能。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种高耐磨机床导轨钢材料及其生产工艺。
[0004]所采用的技术方案如下：
[0005]一种高耐磨机床导轨钢材料，包括基体材料和高耐磨涂层；
[0006]所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：
[0007]稀土氧化物、六方氮化硼、二硫化钼、TaSi2、WC、TiN、FeCrC、Ni、Mo、Co、Fe、Nb、Cr。
[0008]进一步地，以重量百分数计，所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：
[0009]稀土氧化物0.5
‑
1％、六方氮化硼5
‑
10％、二硫化钼2
‑
5％、TaSi
2 1
‑
3％、WC 2
‑
4％、TiN 1
‑
1.5％、FeCrC 15
‑
20％、Ni 12
‑
16％、Mo 3
‑
5％、Co 1
‑
2％、Fe5
‑
10％、Nb 0.1
‑
0.5％、余量为Cr。
[0010]进一步地，以重量百分数计，所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：
[0011]稀土氧化物0.8％、六方氮化硼8％、二硫化钼4.5％、TaSi
2 1.5％、WC 2％、TiN 1.2％、FeCrC 18％、Ni 15％、Mo 3％、Co 1.5％、Fe 6％、Nb 0.2％、余量为Cr。
[0012]进一步地，所述稀土氧化物为La2O3和/或CeO2。
[0013]进一步地，所述基体材料为42CrMo合金钢。
[0014]进一步地，所述高耐磨涂层通过激光熔覆的方式制备于所述基体材料表面。
[0015]本专利技术提供了一种高耐磨机床导轨钢材料的生产工艺：
[0016]使用同步送粉法激光熔覆工艺在基体材料表面制备高耐磨涂层，激光熔覆工艺参数如下：
[0017]激光功率为2500
‑
2800W，扫描速度为7
‑
10mm/s，送粉速度为5
‑
10g/min，光斑直径3
‑
5mm。
[0018]进一步地，激光熔覆时采用氩气对熔池进行气体保护，氩气流量为5
‑
10L/min。
[0019]进一步地，基体材料表面经过打磨、清洗和等离子体处理，等离子体处理的参数如下：
[0020]处理功率为800
‑
1000W，处理环境为空气，等离子枪距基体材料表面为100
‑
150mm，处理速率为3
‑
5m/min。
[0021]进一步地，还经过退火处理，退火处理的温度为500
‑
600℃，时间为2
‑
4h。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术提供了一种高耐磨机床导轨钢材料，包括基体材料和高耐磨涂层，将Si和C元素采用合金的形式加入，可以降低激光熔覆过程中火花的飞溅，高耐磨涂层的物相主要包括γ
‑
Ni、α
‑
Fe、Ni
‑
Cr
‑
Fe、(Fe，Ni)、W3C、Co3W3C6等，WC分解产生的新硬质相均匀地分布在高耐磨涂层中，起到了很好的弥散强化作用，没有分解的WC颗粒则以硬质颗粒的形式存在于涂层中，起到颗粒强化的作用，TaSi2的加入可以降低因WC分解导致的气孔数量，减少裂纹源，优化高耐磨涂层组织形态，提升其性能，加入热稳定性更高、润滑性良好的六方氮化硼和二硫化钼可以降低涂层表面粗糙度，而且六方氮化硼增加了WC的形核几率，使针状组织转变为细小颗粒状组织，耐磨性能提升，消除了针尖部位应力集中，同时硼元素有利于熔池的脱氧、排气，有助于消除气孔，本专利技术所制备的机床导轨钢材料具有较高的耐磨性能和硬度，基体材料和高耐磨涂层之间的结合强度高，不需要额外的过渡层。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1中所制备高耐磨机床导轨钢材料的界面SEM图；
[0025]图2为本专利技术对比例1中所制备高耐磨机床导轨钢材料的界面SEM图，高耐磨涂层中气孔明显；
[0026]其中A为42CrMo合金钢基体材料，B为高耐磨涂层。
具体实施方式
[0027]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。
[0028]实施例1：
[0029]一种高耐磨机床导轨钢材料，包括42CrMo合金钢基体材料和高耐磨涂层；
[0030]以重量百分数计，高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：
[0031]La2O
3 0.8％、六方氮化硼8％、二硫化钼4.5％、TaSi
2 1.5％、WC 2％、TiN1.2％、FeCrC 18％、Ni 15％、Mo 3％、Co 1.5％、Fe 6％、Nb 0.2％、余量为Cr。
[0032]上述高耐磨机床导轨钢材料的生产工艺：
[0033]用砂纸对42CrMo合金钢表面进行打磨，再放入丙酮中超声振荡清洗10min，烘干后，进行常压空气等离子体处理，处理环境为空气，处理功率为900W，等离子枪距基体材料表面为120mm，处理速率为3m/min，再使用同步送粉法激光熔覆工艺在基体材料表面制备高耐磨涂层，激光熔覆工艺参数如下：激光功率为2800W，扫描速度为10mm/s，送粉速度为8g/min，光斑直径3mm，激光熔覆时采用氩气对熔池进行气体保护，氩气流量为8L/min，最后对经过激光熔覆得到的试件进行退火处理，退火处理的温度为550℃，时间为2h。
[0034]实施例2：
[0035]一种高耐磨机床导轨钢材料，包括42CrMo合金钢基体材料和高耐磨涂层；
[0036]以重量百分数计，高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：
[0037]La2O
3 0.8％、六方氮化硼8％、二硫化钼4.5％、TaSi
2 1.5％、WC 2％、TiN1.2％、
FeCrC 18％、Ni 15％、Mo 3％、Co 1.5％、Fe 6％、Nb 0.2％、余量为Cr。
[0038]上述高耐磨机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨机床导轨钢材料，其特征在于，包括基体材料和高耐磨涂层；所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：稀土氧化物、六方氮化硼、二硫化钼、TaSi2、WC、TiN、FeCrC、Ni、Mo、Co、Fe、Nb、Cr。2.如权利要求1所述的高耐磨机床导轨钢材料，其特征在于，以重量百分数计，所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：稀土氧化物0.5
‑
1％、六方氮化硼5
‑
10％、二硫化钼2
‑
5％、TaSi
2 1
‑
3％、WC 2
‑
4％、TiN 1
‑
1.5％、FeCrC 15
‑
20％、Ni 12
‑
16％、Mo 3
‑
5％、Co 1
‑
2％、Fe5
‑
10％、Nb 0.1
‑
0.5％、余量为Cr。3.如权利要求1所述的高耐磨机床导轨钢材料，其特征在于，以重量百分数计，所述高耐磨涂层的制备原料包括如下组分：稀土氧化物0.8％、六方氮化硼8％、二硫化钼4.5％、TaSi
2 1.5％、WC 2％、TiN 1.2％、FeCrC 18％、Ni 15％、Mo 3％、Co 1.5％、Fe 6％、Nb 0.2％、余量为Cr。4.如权利要求1所述的高耐磨机床导轨钢材料，其特征在于，所述稀土氧化物为L...

【专利技术属性】
技术研发人员：习一钧，
申请(专利权)人：桃江富硕精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：