床身導(dǎo)軌表面缺陷的修補(bǔ)

1、國外一些大的經(jīng)銷商收到貨后都要重新檢驗，表面硬度達(dá)不到要求的，將會作退貨處理，給 企業(yè)帶來極大損失；此外，機(jī)床床身進(jìn)入表面淬火工序后，除了磨削，其它工序已全部結(jié)束， 這時床身報廢也將給企業(yè)造成損失。為此，筆者對床身導(dǎo)軌表面應(yīng)用超音頻淬火工藝進(jìn)行了 一些試驗研究。試驗條件：采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝；GGC80-0.3真空管式高頻感應(yīng)加熱電源裝置， 輸入容量160kVA，輸出功率80kW，工作頻率3040kHz，自制移動式（無級變速）淬火機(jī) 床，淬火時感應(yīng)器不動，工件移動。試驗工件：回轉(zhuǎn)直徑660mm的臥式車床床身，加工工件長度為3000mm，導(dǎo)軌截面積 9600mm2，材料為HT300；回轉(zhuǎn)直徑

2、410mm的臥式車床床身，加工工件長度為1500mm， 導(dǎo)軌截面積6200mm2，材料為HT250。1表面淬火質(zhì)量控制主要項目主要包括：表面硬度、有效硬化層深度、床身表面淬火后 的變形量（凹陷）、表面是否有微裂紋或局部熔化現(xiàn)象。2淬火工藝參數(shù)對有效硬化層、硬度和變形量的影響硬化層深度應(yīng)是導(dǎo)軌表面淬火的關(guān) 鍵。初試時采用了較慢的淬火移動速度。試驗工藝和結(jié)果如所示。雖然表面硬度和淬硬深度 都達(dá)到要求，但發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌表面有極細(xì)狀的微裂紋。同時導(dǎo)軌變形嚴(yán)重，最大變形量達(dá)2.6mm。 導(dǎo)軌磨削后，導(dǎo)軌前端和尾部的表面硬度明顯降低。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，微裂紋和導(dǎo)軌變形都可能是移動速度過慢引起的。為此，采取了幾種移

3、動速度進(jìn)行對比試驗，試驗工藝參數(shù)及結(jié)果如表2所示。按案將移動速度改變后，表面淬火硬度變化較小；同時淬火移動達(dá)到一定速度時，導(dǎo)軌 表面也不再出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。但隨著導(dǎo)軌變形量（凹陷）的減小，淬硬層的深度也隨之變小， 仍不能保證床身磨削后導(dǎo)軌有效淬硬層超過1.2mm。3床身精刨時，加壓處理對導(dǎo)軌變形的影響床身的剛性對變形也有較大的影響，但增加結(jié)構(gòu)剛性，將顯著增加鑄件的重量，大大增加機(jī)床成本；為了保證床身在淬火后，變形量(凹 陷)較小，我們在床身進(jìn)行精刨前，對床身中部加壓，精刨后釋放壓力，使導(dǎo)軌中部反彈而 凸起，使床身最終變形(凹陷)減小。通過以上改進(jìn)，選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)對導(dǎo)軌表面進(jìn)行 淬火，床身磨削后

4、的有效硬化層深度和表面硬度均能達(dá)到要求。4導(dǎo)軌表面淬火后與磨削后硬度值的變化規(guī)律表，導(dǎo)軌表面淬火后與磨削后硬度值的對 比，從表中可以看出在較低硬度值時，淬火后與磨削后硬度值的差別較小，但硬度值超過 40HRC時，硬度值增加較快。知道這一規(guī)律后，很容易對淬火后導(dǎo)軌硬度是否合格作出判斷。5鑄件化學(xué)成分對淬火硬度、淬火有效硬化層和導(dǎo)軌變形量的影響從表5可以看出，隨 著化學(xué)成分中w(Mn)量的增加和抗拉強(qiáng)度的提高，表面硬度、硬化層深度明顯增加，但 對變形量的影響較小。這說明提高鑄件牌號，有利于表面淬火質(zhì)量的控制。6床身導(dǎo)軌表面缺陷的修補(bǔ)外銷產(chǎn)品都是按客戶的訂單進(jìn)行生產(chǎn)，要求生產(chǎn)周期短。尺 寸較長的床身

5、在鑄造過程中難免有一些氣孔、砂眼等缺陷，有很多是在精刨時才被發(fā)現(xiàn)，還 有部分是在淬火或磨削后才被發(fā)現(xiàn)，并且70%以上的缺陷集中在導(dǎo)軌表面，這就需要對缺 陷進(jìn)行修補(bǔ)。每修補(bǔ)1臺床身節(jié)約成本約10003000元。錐銷鑲補(bǔ)錐銷修補(bǔ)無論怎么精確，在導(dǎo)軌表面淬火后，由于內(nèi)外熱脹冷縮的原因， 導(dǎo)軌磨削后，將在錐銷周邊形成一圈明顯的暗印；如在淬火后處理，由于表面硬度太高，鉆 孔非常困難。此法不適用于機(jī)床導(dǎo)軌面的修補(bǔ)。電弧焊用鎳基鑄鐵焊條Z308按相應(yīng)工藝進(jìn)行焊補(bǔ)，焊層與焊層之間停頓冷卻至 60 r以下，使焊補(bǔ)區(qū)較少產(chǎn)生氣孔和裂紋，機(jī)械加工性良好，結(jié)合強(qiáng)度高、無脫落現(xiàn)象，但 由于焊條中含有大量的鎳元素，焊補(bǔ)區(qū)

6、顏色與母材有很大區(qū)別，呈白亮感，客戶難以接受， 只能用于非導(dǎo)軌面修補(bǔ)。氣焊按風(fēng)焊工藝執(zhí)行，缺陷處清理干凈，并將導(dǎo)軌面預(yù)熱至150 r以上，完成初步鑄鐵焊粉的噴涂后，將噴涂面加熱至9001200C以上，用蘸有鑄鐵焊粉的鑄棒熔化后形 成平整的平面。鑄棒直徑約10mm左右，在澆注床身時同時澆注鑄棒，保證二者化學(xué)成分 一致。由于預(yù)熱及加熱時間長，工件受熱面積較大，易產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，應(yīng)做好保溫措施， 降低應(yīng)力。這種方法適用于導(dǎo)軌精刨后、淬火后或磨削后的修補(bǔ)，修補(bǔ)的面積可大可小。修 補(bǔ)后焊補(bǔ)區(qū)與母材顏色肉眼看不見區(qū)別。但可能由于應(yīng)力增大，修補(bǔ)處只能進(jìn)行一次淬火， 不能重淬火，重淬火約有60%以上的鑄件會產(chǎn)生裂紋。7結(jié)論(1)用超音頻淬火機(jī)床導(dǎo)軌面，移動速度是關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌截面積的大小， 合理選擇移動速度，保證較深的淬硬層，不產(chǎn)生微裂紋，同時變形量較小。在精刨時對床身加壓，是減小其變形量的有效方法，可以降低導(dǎo)軌磨削量，最大 程度