床身导轨表面缺陷的修补

1、国外一些大的经销商收到货后都要重新检验，表面硬度达不到要求的，将会作退货处理，给 企业带来极大损失；此外，机床床身进入表面淬火工序后，除了磨削，其它工序已全部结束， 这时床身报废也将给企业造成损失。为此，笔者对床身导轨表面应用超音频淬火工艺进行了 一些试验研究。试验条件：采用高频感应加热淬火工艺；GGC80-0.3真空管式高频感应加热电源装置， 输入容量160kVA，输出功率80kW，工作频率3040kHz，自制移动式（无级变速）淬火机 床，淬火时感应器不动，工件移动。试验工件：回转直径660mm的卧式车床床身，加工工件长度为3000mm，导轨截面积 9600mm2，材料为HT300；回转直径

2、410mm的卧式车床床身，加工工件长度为1500mm， 导轨截面积6200mm2，材料为HT250。1表面淬火质量控制主要项目主要包括：表面硬度、有效硬化层深度、床身表面淬火后 的变形量（凹陷）、表面是否有微裂纹或局部熔化现象。2淬火工艺参数对有效硬化层、硬度和变形量的影响硬化层深度应是导轨表面淬火的关 键。初试时采用了较慢的淬火移动速度。试验工艺和结果如所示。虽然表面硬度和淬硬深度 都达到要求，但发现导轨表面有极细状的微裂纹。同时导轨变形严重，最大变形量达2.6mm。 导轨磨削后，导轨前端和尾部的表面硬度明显降低。经过分析发现，微裂纹和导轨变形都可能是移动速度过慢引起的。为此，采取了几种移

3、动速度进行对比试验，试验工艺参数及结果如表2所示。按案将移动速度改变后，表面淬火硬度变化较小；同时淬火移动达到一定速度时，导轨 表面也不再出现裂纹现象。但随着导轨变形量（凹陷）的减小，淬硬层的深度也随之变小， 仍不能保证床身磨削后导轨有效淬硬层超过1.2mm。3床身精刨时，加压处理对导轨变形的影响床身的刚性对变形也有较大的影响，但增加结构刚性，将显著增加铸件的重量，大大增加机床成本；为了保证床身在淬火后，变形量(凹 陷)较小，我们在床身进行精刨前，对床身中部加压，精刨后释放压力，使导轨中部反弹而 凸起，使床身最终变形(凹陷)减小。通过以上改进，选择适当的工艺参数对导轨表面进行 淬火，床身磨削后

4、的有效硬化层深度和表面硬度均能达到要求。4导轨表面淬火后与磨削后硬度值的变化规律表，导轨表面淬火后与磨削后硬度值的对 比，从表中可以看出在较低硬度值时，淬火后与磨削后硬度值的差别较小，但硬度值超过 40HRC时，硬度值增加较快。知道这一规律后，很容易对淬火后导轨硬度是否合格作出判断。5铸件化学成分对淬火硬度、淬火有效硬化层和导轨变形量的影响从表5可以看出，随 着化学成分中w(Mn)量的增加和抗拉强度的提高，表面硬度、硬化层深度明显增加，但 对变形量的影响较小。这说明提高铸件牌号，有利于表面淬火质量的控制。6床身导轨表面缺陷的修补外销产品都是按客户的订单进行生产，要求生产周期短。尺 寸较长的床身

5、在铸造过程中难免有一些气孔、砂眼等缺陷，有很多是在精刨时才被发现，还 有部分是在淬火或磨削后才被发现，并且70%以上的缺陷集中在导轨表面，这就需要对缺 陷进行修补。每修补1台床身节约成本约10003000元。锥销镶补锥销修补无论怎么精确，在导轨表面淬火后，由于内外热胀冷缩的原因， 导轨磨削后，将在锥销周边形成一圈明显的暗印；如在淬火后处理，由于表面硬度太高，钻 孔非常困难。此法不适用于机床导轨面的修补。电弧焊用镍基铸铁焊条Z308按相应工艺进行焊补，焊层与焊层之间停顿冷却至 60 r以下，使焊补区较少产生气孔和裂纹，机械加工性良好，结合强度高、无脱落现象，但 由于焊条中含有大量的镍元素，焊补区

6、颜色与母材有很大区别，呈白亮感，客户难以接受， 只能用于非导轨面修补。气焊按风焊工艺执行，缺陷处清理干净，并将导轨面预热至150 r以上，完成初步铸铁焊粉的喷涂后，将喷涂面加热至9001200C以上，用蘸有铸铁焊粉的铸棒熔化后形 成平整的平面。铸棒直径约10mm左右，在浇注床身时同时浇注铸棒，保证二者化学成分 一致。由于预热及加热时间长，工件受热面积较大，易产生较大热应力，应做好保温措施， 降低应力。这种方法适用于导轨精刨后、淬火后或磨削后的修补，修补的面积可大可小。修 补后焊补区与母材颜色肉眼看不见区别。但可能由于应力增大，修补处只能进行一次淬火， 不能重淬火，重淬火约有60%以上的铸件会产生裂纹。7结论(1)用超音频淬火机床导轨面，移动速度是关键，应根据导轨截面积的大小， 合理选择移动速度，保证较深的淬硬层，不产生微裂纹，同时变形量较小。在精刨时对床身加压，是减小其变形量的有效方法，可以降低导轨磨削量，最大 程度