热处理工艺对导轨钢性能影响的分析

摘要

在机床制造行业中，导轨的选材主要为60号钢，热处理工艺主要是调质处理，后续经过粗磨-半精磨-精磨得到钢导轨。在生产使用中逐渐发现，导轨的机械性能不足，金属表面硬度小、抗磨性差，导轨副滑行中出现“爬行”的现象。最终导致机床设备稳定性低、加工精度难以保持，最终不得不寻找新的钢导轨材料和更先进的热处理工艺，来满足机床设备的需要。
　　 9MnCr2V钢，含有较高的碳元素，理论上保证经热处理后的硬度。该材料还含有其它金属元素，如Mn,Cr，V等。这些金属元素经热处理后，会显示很好的机械性能，能够满足钢导轨的要求。
　　 热处理工艺目前种类很多，选择最理想的工艺非常重要。根据本课题研究的对象为钢导轨，特点为形状不对称，使用中可能出现弯曲、开裂、脱碳等现象。拟采取的热处理工艺为:盐浴加热+硝盐淬火+回火+冷处理+低温回火等。盐浴加热工艺的特点是均匀加热，对不规则工件非常关键。硝盐淬火温度逐渐降低，硝酸钾和亚硝酸钠淬火液在工件淬火后最大程度的促使残余奥氏体转变成马氏体，从而提高工件表面的硬度。
　　 金相分析可以看到，普通调制处理、感应淬火对于上述钢材料几乎都存在硬度不足、抗磨性差和脱碳的现象。盐浴加热+硝盐淬火+回火+冷处理+低温回火工艺很好的提高了工件的硬度和抗磨性，降低开裂倾向。是能够满足当今生产需求的。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的选题目的和意义

1．2 金属材料简介

1．2．1 金属材料-60号钢

1．2．2 金属材料-9MnCr2V钢

1．3 热处理工艺简介

1．3．1 传统热处理工艺简介

1．3．2 新热处理工艺简介

1．4 钢导轨的发展现状与发展趋势

1．4．1 钢导轨的发展现状

1．4．2 钢导轨的发展趋势

1．5 本课题的主要研究内容

第二章 热处理工艺方案

2．1 引言

2．2 热处理工艺试验方案

2．2．1 热处理工艺的试验方案：常规淬火+低温回火(60号钢和9MnCr2V钢)

2．2．2 热处理工艺的试验方案：感应加热+中性淬火液淬火+低温回火(60号钢)

2．2．3 热处理工艺的试验方案：可控气氛炉加热+油淬火+低温回火(9Mncr2V钢)

2．2．4 热处理工艺的试验方案：盐浴加热+硝盐淬火+冰冷处理+低温回火(60号钢和9MnCr2V)

2．3 热处理工艺试验

2．3．1 热处理工艺路线：常规淬火+低温回火

2．3．2 热处理工艺路线：感应加热+淬火+低温回火

2．3．3 热处理工艺路线：可控气氛炉加热+油淬火+低温回火

2．3．4 热处理工艺路线：盐浴加热+硝盐淬火+冷处理+低温回火

第三章 性能检测与分析

3．1 引言

3．2 试验分析项目

3．2．1 热处理工艺试验的对比分析项目

3．2．2 热处理工艺试验性能分析仪器

3．3 试验检测分析

3．3．1 拉伸试验及结果分析

3．3．2 抗冲击试验及结果分析

3．3．3 膨胀试验及结果分析

3．3．4 磨擦磨损试验及结果分析

3．3．5 洛氏硬度检测及结果分析

3．4 金相组织分析

3．5 试验结论

第四章 钢导轨材料性能分析

4．1 引言

4．2 60号钢的特性分析

4．2．1 60号钢成分

4．2．2 60号钢目前的热处理工艺分析

4．3 9MnCr2V的特性分析

4．3．1 9MnCr2V的成分分析

4．3．2 9MnCr2V的目前热处理工艺分析

第五章 全文总结与展望

5．1 结论

5．2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢