滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料及熱處理

1、滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料及熱處理類別：電子綜合導(dǎo)軌常用材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等。（1）鑄鐵鑄鐵具有耐磨性和減震性好，熱穩(wěn)定性高，易于鑄造和切 削加工，成本低等特點(diǎn)，因此在滑動(dòng)導(dǎo)軌中被廣泛采用。常用的鑄鐵 有：灰鑄鐵常用的是HT20 -40 （級(jí)鑄鐵），硬度以 HB180200較 為合適。適當(dāng)增加鑄鐵中含碳量和含磷量，減少含硅量，可提高導(dǎo)軌 的耐磨性。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求，可使用耐磨鑄鐵。常用的耐磨鑄 鐵有： 高磷鑄鐵它是指含磷量為 0.3%0.65%的灰口鑄鐵，其硬度為 HB180220，耐磨性能比灰鑄鐵HT2040約高1倍。若加入一定量 的銅和鈦，成為磷銅鈦鑄鐵，其耐磨性能比 HT20

2、40約高2倍。高 磷鑄鐵的脆性和鑄造應(yīng)力較大，易產(chǎn)生裂紋，生產(chǎn)中應(yīng)采用適當(dāng)?shù)蔫T 造工藝。 低合金鑄鐵如釩鈦鑄鐵、中磷釩鈦鑄鐵、中磷銅釩鈦鑄鐵等。這 類鑄鐵具有較好的耐磨性（與高磷銅鈦鑄鐵相近），且鑄造性能優(yōu)于 高磷系鑄鐵。 稀土鑄鐵它具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)，耐磨性與高磷鑄鐵相近。但鑄鐵性能和減震性較差，成本也較高 孕育鑄鐵常用的孕育鑄鐵是 HT3054，它比HT2040的耐磨 性高。(2) 鋼為了提高導(dǎo)軌的耐磨性，可以采用滓硬鋼導(dǎo)軌。淬火的鋼導(dǎo) 軌都是鑲裝或焊接上去的。淬硬鋼導(dǎo)軌的耐磨性比不淬硬鑄鐵導(dǎo)軌高 510 倍。要求一般的導(dǎo)軌，常用的鋼有 45 號(hào)鋼、 40Cr、T8A、TlOA、 G

3、Cr15 、GCr15 SiMn 等，表面淬火或全淬，硬度為 HRC52 58。要 求高的導(dǎo)軌，常采用的鋼有 20Cr、20CrMnTi 、15 號(hào)鋼等，滲碳淬硬 至HRC5662，磨硝加工后淬硬層深度不得低于 1.5 mm。(3) 有色金屬常用的有色金屬有黃銅 HPb59 -1 、錫青銅 ZQSn6 -6 - 3、鋁青銅 ZQA19 -2 、鋅合金 ZZn-All0-5 、超硬鋁 I,C4 和鑄鋁 ZL6 等， 其中以鋁青銅較好。(4) 塑料鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好(但略低于鋁青銅)，抗震性 能好，工作溫度適應(yīng)范圍廣( -200+2600C )，抗撕傷能力強(qiáng)，動(dòng)、 靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降

4、低低速運(yùn)動(dòng)的臨界速度，加工性和化學(xué) 穩(wěn)定好，工藝簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。目前在各類機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌及圖形 發(fā)生器工作臺(tái)的導(dǎo)軌上都有應(yīng)用。塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭 配。用作導(dǎo)軌的塑料有錦綸和酚醛夾布塑料；環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料；以聚 四氟乙烯為基體的塑料。聚四氟乙烯是現(xiàn)有材料中干摩擦系數(shù)(P 一 0.04)最小的一種。但 是，純聚四氟乙烯機(jī)械強(qiáng)度低，剛性差，極不耐磨。因此，需要加入填充劑，以增加其耐磨性。由于填充劑不同，就可得到不同性能的導(dǎo) 軌材料。在以聚乙烯為基體的各種塑料中，以 Du 導(dǎo)軌性能較好，它是 一種在鋼板上燒結(jié)球狀青銅顆粒并浸漬聚四氟乙烯塑料的板材，如圖 6 -27所示。Du導(dǎo)軌板厚度為1

5、. 53 mm，在多孔青銅顆粒上面的四 氟乙烯表層厚為 0.025 mm 。這種塑料導(dǎo)軌板既具有聚四氟乙煒的摩擦特性，又具有青銅和鋼鐵 的剛性與導(dǎo)熱性，裝配時(shí)可用環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)在導(dǎo)軌上或同時(shí)用螺釘緊 固。由于聚四氟乙烯自潤(rùn)滑性能優(yōu)異，因此這種塑料導(dǎo)軌板適用于潤(rùn) 滑不良或無(wú)法潤(rùn)滑的導(dǎo)軌面上。使用壓強(qiáng)應(yīng)低于 0. 35 MPa 。這種材料用于數(shù)控機(jī)床、集成 電路制板設(shè)備上，可保證較高的重要 定位精度和滿足微量進(jìn)給時(shí)無(wú)爬行的要求。與滾動(dòng)導(dǎo)軌相比，具有壽 命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，吸振性好，剛性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)。(5) 導(dǎo)軌材料的搭配為了提高導(dǎo)軌的耐磨性，動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng) 具有不同的硬度。如果采用相同

6、的材料，也應(yīng)采用不同的熱處理，以 使動(dòng)、靜導(dǎo)軌的硬度不同，其差值一般在 FIB20 40 范圍內(nèi)，而且， 最低硬度應(yīng)不低于所用材料標(biāo)準(zhǔn)硬度值的下限。具體要求見(jiàn)表 6-3。(6) 鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理為提高鑄鐵導(dǎo)軌的耐磨性，常對(duì)導(dǎo)軌表面進(jìn) 行淬火處理。表面淬火方法有：火焰淬火、高頻淬火和電接觸淬火。火焰淬火設(shè)備簡(jiǎn)單，但淬火溫度不易 控制 ，變形較大，應(yīng)用較少。高頻淬火是使導(dǎo)軌在高頻交變電磁場(chǎng)作用下，表面產(chǎn)生感應(yīng)電流而 加熱，然后冷卻。由于加熱速度快、效率高、淬火質(zhì)量穩(wěn)定、耐磨性 高(比灰口鑄鐵提高 2 倍多)、工藝參數(shù)易于調(diào)整，故應(yīng)用較廣。需進(jìn)行高頻淬火的導(dǎo)軌面，其原始硬度不得低于 HB187 ，表面粗 糙度應(yīng)低于Ra為5 am,表面不允許有過(guò)多砂眼、氣孔、疏松、夾雜 等鑄造的缺陷，不應(yīng)有尖角。為避免高頻淬火后的導(dǎo)軌變形過(guò)大,必須采用一定的工藝措施。高頻淬火后的變形量為0. 1 0.3 mm，應(yīng)采用磨削加工，使其達(dá)到一定 的精度要求。淬火后硬度達(dá)到 HRC4853，導(dǎo)軌表面淬硬層深度為1. 2 2.5 mm 。電接觸淬火是用一個(gè)通低電壓、大電流的銅滾輪和導(dǎo)軌表面瞬時(shí)接 觸,利用接觸 電阻熱加熱導(dǎo)軌表面,并憑鑄鐵導(dǎo)軌自身的熱傳導(dǎo)而迅 速冷卻的一種淬火方法。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單,操作容易的優(yōu)點(diǎn),且淬火 后變形量很小,一般為 0. 01 0. 05 mm ,故