[发明专利]一种数控机床转轴金属材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种数控机床转轴金属材料及其制备方法。

背景技术

金属材料的应用范围极为广泛，其中数控机床制造中所用的金属材料非常多，数控机床给人们带来了很大的方便，但是与此同时也带来了一些不足，从数控机床诞生以来，忽视了数控机床给人们带来了安全隐患。现有技术的转轴金属材料制造方法是采用数控机床进行加工，要经过下料、锻坯、退火、初加工、精加工、淬火、回火、打磨、修模等十几道工序完成，其中后工序的淬火工艺要求严格，其报废率也较大，如果在最后的淬火工艺出现问题，如淬火温度控制不好模具硬度达不到要求，或淬裂导致报废，则损失重大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种数控机床转轴金属材料及其制备方法，该金属材料采用多种金属和非金属元素复合而成，一次铸造成型，具有优异的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性，质地紧密均匀，制备方法节约了加工时间，降低了成本。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种数控机床转轴金属材料，由以下质量百分比的成分组成：碳0.26～0.35%、硅0.25～0.35%、锰0.54～0.68%、磷2.55～5.57%、锡0.52～1.56%、铬0.65～0.86%、铝1.25～3.48%、铜2.48～3.15%、钯0.15～0.38%，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，所述金属材料由以下质量百分比的成分组成：碳0.28%、硅0.32%、锰0.56%、磷3.68%、锡0.69%、铬0.74%、铝2.56%、铜2.67%、钯0.26%，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，所述金属材料由以下质量百分比的成分组成：碳0.32%、硅0.33%、锰0.62%、磷4.54%、锡1.23%、铬0.81%、铝2.82%、铜2.72%、钯0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。

上述数控机床转轴金属材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）预处理：按照质量百分比称取碳、硅、锰、磷、锡、铬、铝、铜、钯、铁各组分元素，投入中熔炼炉子中，程序升温至1550～1650℃加热熔化，保温4～6小时，冷空气冷却至室温，得到预处理金属混合物；

（2）淬火：将预处理金属混合物加热至800～900℃，保温3～4小时后，放入水中或盐水中冷却；

（3）浇注：将淬火后的金属混合物升温至1500～1600℃，保温2～3小时后，浇注至金属型轧坯膜内冷却，温度降至950～1000℃时脱离模具，放入保温介质或保温箱体内降至室温；

（4）回火：将脱模后的金属胚体加热至500～600℃，保温4～6小时，出炉水冷，得到该转轴金属材料。

优选地，所述步骤（1）程序升温的具体过程为：30～40℃/min升温至500～600℃，保温20～30min；40～50℃/min升温至900～1000℃，保温10～20min；50～60℃/min升温至1550～1650℃。

优选地，所述步骤（1）冷空气冷却为使用0.05～0.08MPa、5～15℃的氮气冷却。

优选地，所述步骤（3）温度降至980℃时脱离模具。

优选地，所述步骤（4）的回火温度为530～560℃。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的数控机床转轴金属材料，包括锰、锡、铬、铝、铜、钯、铁多种金属元素和碳、硅、磷多种非金属元素混合铸造而成，一次铸造成型，具有优异的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性，质地紧密均匀，制备方法节约了加工时间，降低了成本。

（2）本发明的金属材料成分中，锰能够增强铁的硬度，且不会降低铁的延展性和韧性；锡具有优异的展性、耐磨性和耐腐蚀性；铬可以增强金属材料的韧性，降低成型加工时的有效压力；钯可以强化材料的延展性和可塑性，有助于锻造、压延和拉丝。

（3）本发明的金属材料的制备方法，包括预处理、淬火、浇注、回火，通过精确控制工艺条件，确保了铸造的稳定性，高温的液态金属液体向固溶体转变时，由于各个金属相急冷的作用使成型的金属快速冷却，同时存在少量残余奥氏体，通过回火，残余奥氏体逐步转变为索氏体或屈氏体，所以硬度提高迅速，实现自硬。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。

实施例1