[发明专利]一种直线导轨用钢及其热轧生产方法

说明书

本发明涉及一种直线导轨用钢，化学成分为C：0.40～0.70％，Si：0.15～0.40％，Mn：1.30～1.80％，Cr：0.30～0.60％，S：0.005～0.030％，P≤0.025％，Ni≤0.25％，Cu≤0.30％，Mo≤0.10％，Al≤0.05％，Ca≤0.0010％，Ti≤0.003％，O≤0.0010％，As≤0.04％，Sn≤0.03％，Sb≤0.005％，Pb≤0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。钢材经过调质处理后，屈服强度≥785MPa，抗拉强度≥930MPa，延伸率≥12％，常温下夏比冲击功AK_U≥50J。非金属夹杂物满足：A类细系≤1.5；A类粗系≤1.0；B类细系≤1.5；B类粗系≤1.0；C类细系＝0；C类粗系＝0；D类细系≤1.0；D类粗系≤0.5；Ds类≤1.0。主要流程为电炉或转炉‑炉外精炼‑VD或RH真空脱气‑连铸‑连轧‑堆冷。本申请钢板通过对化学成分优化，显著提高钢材的淬透性、强度及耐磨性。

技术领域

本发明属于特种钢冶炼技术领域，具体涉及一种直线导轨用钢及其生产制造方法。

背景技术

在制造业中，机械制造尤其是装备制造业担负着为各行业各部门提供装备的重要任务，是国民经济发展的基础：而其中，机床制造业又是装备制造业的心脏。目前数控机床发展状况已影响到一个国家机床生产的国际竞争力。

机床从发明之日起，导轨技术就是其核心技术之一，由于现代企业机加工生产精度和强度越来越高，如何在高速情况下降低冲击载荷的影响，减少行走过程中的误差，从而保持高精度成了亟待解决的问题。作为传动功能部件，机床导轨凭借其运动阻力小、定位精度高、维护性能好等特点，已广泛应用于各类机床产品中，特别是对速度、精度、可靠性、维护性要求较高的装置。由于机床导轨作为机床上传动与定位部件，承受一定的压力和摩擦力作用，因而要求其具有高的强度、韧性和耐磨性。

(1)根据机床导轨的使用条件，对加工机床直线导轨的原材料钢材也提出高的要求，直线导轨用钢必须具备下列性能：高的弹性强度、屈服强度和韧性，并且具备足够的耐磨性。此外，由于用户需要对材料进行热处理，因此，钢材还需具备一定的淬透性。

(2)此外，钢中的非金属夹杂物破坏了金属的连续性和均匀性。根据直线导轨的使用条件，在交变应力的作用下，夹杂物易于引起应力集中，成为疲劳裂纹源，容易形成裂纹，降低导轨的使用寿命。为提高最终产品直线导轨的使用寿命，必须提高钢材纯净度，尽可能降低钢中非金属夹杂物。

目前的直线导轨用钢材主要有高碳铬轴承钢GCr15或者一些优质碳素结构钢如45# 或55#钢等。GCr15轴承钢淬透性好，淬火变形小，热处理后具有高硬度和高耐磨性特点，对钢材的纯净度水平控制高。但淬火后韧性相对较差，并且由于其碳含量高，锻造后硬度较高，导致其切削加工性能差，必须先进行球化退火处理，为后续淬火做好组织准备。而45#钢或55#钢属于是机械制造中广泛应用的优质碳素结构钢。它具有良好的切削加工性能。调质后进行高频或火焰表面淬火后，表面可获得高强度及高耐磨性，而心部韧性不足。在热处理时，却会出现淬透性差，水淬变形大，裂纹倾向敏感等问题。

为克服上述钢材的缺点，在提高钢材表面强度的前提下又能保证钢材心部的韧性，同时又能改善钢材的淬透性，本发明设计一种新的直线导轨用钢及相应的制造方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种新的直线导轨用钢，与传统的45#、55#相比，在韧性相当的前提下，具有高的屈服强度和抗拉强度，在钢材的淬透性、强度及耐磨性性能上得到了显著的改善。