CN1766541A - 大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法，包括材料选择、锻件、退火、粗切削加工、正火处理、精切削加工、热处理淬火、低温回火、磨削、喷沙、磷化处理，热处理淬火、低温回火后增加化学处理过程，所述化学处理过程为镶钢导轨板去污清洗至少两次、低温150℃烘干、工件进炉、炉内预加催化剂、逐步从60℃升温至550℃、保温14－16小时，为使催化剂成气体状分解、取出工件自然空冷。本发明提高导轨板表面的硬度，使其不产生咬合，同时基体有所需要的硬度，强度提高，并使零件具有了自润滑的特性，可以使我们不加或很少加润滑油，这样镶钢导轨板表面就不容易脏，经处理后零件不变形，保证了其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法。
背景技术
国家标准GB/T228-2002对金属材料室温拉伸试验方法做了规定，拉伸试验方法必须遵从GB/T228-2002标准的规定，金属材料拉伸试样的位移、断裂总延伸率及最大负荷等参数，都必须达到规定值，金属材料的拉伸质量才符合标准要求，否则试验无效。
目前对金属材料拉伸检测试验方法采用专用拉力试验机，根据试样的特点，特别设计专用夹头。夹头由：钳口、油缸、活塞、导向压板、衬板、镶钢导轨板、夹块等组成，结构为左右对称形式。夹块通过燕尾连接到衬板上，衬板与镶钢导轨板之间有一个润滑面，衬板可以在由镶钢导轨板及导向压板构成空间内滑动。当活塞向上推动衬板时，两夹块在向y方向移动的同时也分别向+x和-x方向移动，随着试验拉力的增大，夹块对试样的夹紧力也增大，从而使得试样自动被锁紧，不会被拉出来。
这种方法对大吨位(试验机拉力200吨)的缺点是：因为试样拉伸力较大，为保证试样能被夹紧，钳口角度必须足够小，但是，α角过小，则衬板会因为摩擦而容易造成自锁，使得试验结束后衬板不能退回去，拉断后的试样也不容易被取出来，原因是因为试验拉力较大(最大200吨)而且衬板和镶钢导轨板组成的平面运动副之间的滑动产生强力挤压摩擦，润滑油膜被破坏，从而不起润滑作用，摩擦系数增大，衬板产生爬行，随着使用次数的增加，摩擦系数会越来越大，到了一定的程度，试样也会产生位移(即所谓掉力)，如果增大α角，夹持力又会不够，从而容易使试样在夹块中打滑(即位移掉力)试验数据就不准确，使得试验无效，综合起来看，可归纳为如下五个方面的问题：
1、镶钢导轨板台阶的强度，
2、镶钢导轨板A面低摩擦系数，
3、镶钢导轨板C面高摩擦系数，
4、润滑膜容易被破坏，润滑膜被破坏后平面滑动容易产生爬行，
5、试样打滑。
发明内容
本发明的目的是公开一种大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法，使镶钢导轨板克服现有技术中的缺点，实现提高导轨板表面的硬度，使其不产生咬合，同时对基体硬度须有一定要求，保证导轨板的台阶不会被折断，延长使用寿命。
本发明是这样来实现的：
大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法，包括材料选择、锻件、退火、粗切削加工、正火处理、精切削加工、热处理淬火、低温回火、磨削、喷沙、磷化处理，其特征在于：热处理淬火、低温回火后增加化学处理过程，所述化学处理过程为镶钢导轨板去污清洗至少两次、低温150℃烘干、工件进炉、炉内预加催化剂、逐步从60℃升温至550℃、保温14-16小时，为使催化剂成气体状分解、取出工件自然空冷。
所述热处理炉内加入的催化剂为由氮，碳、烯土、硫等组成的催化剂各元素的重量百分比为：氮20％，碳20％、烯土20％、硫40％。
本发明的有益效果是：
填加了化学处理这一道工序，此道工序可提高导轨板表面的硬度，使其不产生咬合，保证了试样被夹紧不会产生掉力，同时基体有所需要的硬度，强度提高，保证了导轨板的台阶不会被折断，而加入的元素硫，又使零件具有了自润滑的特性，可以使我们不加或很少加润滑油，这样镶钢导轨板表面就不容易脏，经处理后零件不变形，保证了其使用寿命。
具体实施方式
整个镶钢导轨板的热处理工艺过程：材料选择→锻件→退火→粗切削加工→正火处理→精切削加工→热处理淬火→低温回火→磨削→化学处理→喷沙→磷化处理
通常的热处理工艺过程如下：材料选择→锻件→退火→粗切削加工→正火处理→精切削加工→热处理淬火→低温回火→磨削→喷沙→磷化处理，
普通热处理(淬火后回火)及材料性能变化情况列表一于下：
表一
| 材料 | 淬火 | 低温回火 | 硬度 | 说明 |
| 温度，冷却剂 | 温度，冷却剂 | |||
| 45钢 | 840-860℃水 | 180-220℃/1.5h | 整体45-50HRC | 普通热处理后，材料呈现出硬度高，脆，容易折断的现象 |
本发明化学处理后及材料性能变化情况见表二
表二
| 材料 | 加入元素 | 加热 | 时间 | 冷却 | 处理后 | 硬度层深度 | 基体硬度 | 说明 |
| 45钢 | 由氮，碳、烯土、硫等组成的催化剂 | 530-550℃ | 14h | 自然冷却 | 表面58-62HRC | 0.2-0.3mm | 24-28HRC | 解决了由普通热处理产生的强度不够，且具有了自润滑的特性 |
化学处理过程：镶钢导轨板去污清洗至少两次→低温150℃烘干→进炉(看具体工件形状来定位)→炉内预加催化剂→逐步开始升温(每隔半小时升60℃至550℃)→保温14-16小时，为使催化剂成气体状分解→取出自然空冷。
镶钢导轨板新老工艺参数对照表
| 项目 | 材料 | 表面硬度 | 基体硬度 | 表面粗糙度 | 使用情况 | 润滑状态 |
| 老工艺 | 45钢 | 46HRC | 45HRC | C面0.8A面6.3 | 爬行掉力有响声 | 油膜被破坏 |
| 新工艺 | 45钢 | 62HRC | 26HRC | C面0.8A面6.3 | 良好无爬行掉力等现象 | 有自润滑作用 |
由以上对比可知，采用以前的热处理工艺，由于镶钢导轨板在使用过程中受到巨大挤压力的作用，其表面硬度却只有45-50HRC，很容易和衬板之间产生咬合，同时导轨板的强度很低，导轨板的台阶易折断。
Claims (2)
1、大吨位试验机金属拉伸镶钢导轨板的制造方法，包括材料选择、锻件、退火、粗切削加工、正火处理、精切削加工、热处理淬火、低温回火、磨削、喷沙、磷化处理，其特征在于：热处理淬火、低温回火后增加化学处理过程，所述化学处理过程为镶钢导轨板去污清洗至少两次、低温150℃烘干、工件进炉、炉内预加催化剂、逐步从60℃升温至550℃、保温14-16小时，为使催化剂成气体状分解、取出工件自然空冷。
2、根据权利要求1所述的镶钢导轨板的制造方法，其特征在于：所述热处理炉内加入的催化剂为由氮，碳、烯土、硫组成的催化剂，各元素的重量百分比为：氮20％，碳20％、烯土20％、硫40％。
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