[发明专利]一种复合微织构导轨

权利要求书

1.一种复合微织构导轨，其特征在于，在导轨承载及相对运动表面加工分布规则的复合微形貌，所述复合微形貌同时具有微凹腔（3）和微凸起（1）；所述复合微形貌为火山口型，所述的火山口型为中间凹周围凸的复合微形貌，具体形貌几何参数为：凹坑直径（8）d=100-500um，凹坑深度（5）h=1-50um，凸肩高度（6）H=1-70um，微凸起形貌平顶直径（9）为100-550um，形貌间距（4）S=200-1500um。

2.根据权利要求1所述的一种复合微织构导轨，其特征在于，复合微形貌只存在于部分导轨表面（2），根据导轨表面（2）各区域磨损量的不同将导轨表面（2）分为轻度磨损区域、中度磨损区域和重度磨损区域，轻度磨损区域的微形貌面积占有率为15%-30%，中度磨损区域的微形貌面积占有率为30%-45%，重度磨损区域的微形貌面积占有率为45%-65%，所述面积占有率为凹坑直径（8）圆的面积比上形貌间距（4）的平方。

3.一种复合微织构导轨，其特征在于，在导轨承载及相对运动表面加工分布规则的复合微形貌，所述复合微形貌同时具有微凹腔（3）和微凸起（1）；所述复合微形貌为球冠型，所述的球冠型为中间凸周围凹的复合微形貌，具体形貌几何参数为：凹坑直径（8）d=100-500um，凹坑深度（5）h=1-50um，凸肩直径（7）D=50-450um，凸肩高度（6）H=1-70um，微凸起形貌平顶直径（9）为5-500um，形貌间距（4）S=200-1500um。

4.根据权利要求3所述的一种复合微织构导轨，其特征在于，复合微形貌只存在于部分导轨表面（2），根据导轨表面（2）各区域磨损量的不同将导轨表面（2）分为轻度磨损区域、中度磨损区域和重度磨损区域，轻度磨损区域的微形貌面积占有率为15%-30%，中度磨损区域的微形貌面积占有率为30%-45%，重度磨损区域的微形貌面积占有率为45%-65%，所述面积占有率为凹坑直径（8）圆的面积比上形貌间距（4）的平方。

5.一种复合微织构导轨的制作方法，包括以下步骤：

A)导轨表面（2）复合微织构工艺之前，需进行磨削加工，磨削加工后所达到的表面粗糙度参数范围为：轮廓的算术平均偏差Ra≤0.8um，轮廓的最大高度Rz≤3.2um，几何公差：直线度和平面度均要求≤0.01um；

B)对导轨表面（2）进行复合微形貌分布设计，划分磨损区域，不同磨损区域微形貌分布为：重度磨损区微形貌面积占有率为45%-65%，中度磨损区域的微形貌面积占有率为30%-45%，轻度磨损区域的微形貌面积占有率为15%-30%；

C)利用YAG激光器对磨削加工后导轨表面（2）进行复合微形貌加工，具体激光加工参数：激光波长532nm或1064nm，离焦量[-1.2,1.2]mm，脉冲宽度0.5ms，脉冲频率1-10KHz，激光能量密度为：10⁴-10⁶W/cm²，辅助气体为氮气，辅助气体吹气角度与工件法向呈0°-60°，加工表面硬化层（14）的厚度为20-100um；

D)激光微造型的后处理工艺，在导轨表面（2）进行抛光处理，经由抛光去除复合微形貌顶部的尖峰，得到平顶状微凸起形貌（12），抛光工艺的参数为：结合剂为树脂，材质绿色碳化，粒度320#的中软砂条，压力0.8-1.0MPa，时间10-25s；

E)经抛光工艺后对织构化导轨表面（2）进行刮研；粗刮采用长刮刀，刮研行程在10mm-15mm之间，刀痕宽度10mm，刮刀痕迹顺向，成片不重复；细刮采用短刮刀，刮研行程在10-12mm，刀痕宽度6mm，细刮必须定向进行。