[发明专利]一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法

说明书

本发明公开了一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法，包括以下步骤：预先对GCr15轴承钢热轧圆钢钢棒进行冷拉拔，冷拉拔的相对变形量为4~7%；球化退火，球化退火的温度不高于790℃；表面剥皮去除表面脱碳层；表面磷皂化处理；三道重拉拔，且三道重拉拔中单次重拉拔的相对变形量均超过15%；三道再结晶退火，再结晶退火的温度不高于680℃；一道轻拉拔，且轻拉拔的相对变形量的6~9.5%；去应力退火，去应力退火的温度不高于550℃。本申请的冷拔加工方法，不仅工艺道次减少，节约了能源，同时高碳铬轴承钢导轨坯料的脱碳层少，高碳铬轴承钢导轨坯料的尺寸精度高、综合性能良好。

技术领域

本发明涉及高精密机床钢材的加工技术领域，尤其是涉及一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法。

背景技术

导轨是支承和引导运动构件沿着一定轨迹运动的零件，导轨是高精密机床的核心部件之一，导轨的加工工作量占整个机床加工工作量的40％左右，机床的加工精度与导轨的精度有直接的关系。国内高精密机床直线导轨材质通常使用的是GCr15轴承钢。GCr15轴承钢的合金含量较少，球化退火后有良好的切削加工性能，淬火和回火后硬度高而且均匀、耐磨性能和接触疲劳强度高，热加工性能好，价格比较便宜，使得GCr15轴承钢成为应用最广泛的高碳铬轴承钢。

目前，传统的GCr15轴承钢导轨坯料的制坯方式的主要有热轧方式和冷轧制成型方式。其中，热轧方式通过热轧或热锻成导轨的毛坯料，再经过球化退火后，采用精工加工生产工艺方式进行加工精密机床导轨。但热轧方式存在以下缺点：GCr15轴承钢导轨坯料在球化退火需要在790～800℃保温10h，时间长、温度高，能耗浪费严重；同时，为了保证导轨的表面脱碳层小，不影响后期的淬火处理，因此坯料预留加工余量大，精加工时的切削量大，浪费金属材料，加工费用大。采用冷轧制成型，再经过轻拉拔的生产方式进行导轨生产，同样存在着一定的缺陷：1)GCr15轴承钢导轨坯料在球化退火也需要在790～800℃保温10小时，温度高、时间长，能耗浪费严重；2)需要多组冷轧辊孔型，需要对材料进行多道次的轧制成型制坯，然后再经过冷拉成型，不仅轧辊制造成本高，且在轧制过程中需要多道次的退火热处理，造成能源的浪费，生产周期较长。

因此，本申请亟需研发一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法，用于替代传统的GCr15轴承钢导轨坯料的制坯方式。

发明内容

为了降低高精密机床直线导轨坯料制作过程中存在的球化退火能量消耗和轧辊制造成本，缩短高精密机床直线导轨坯料生产周期，减小脱碳层深度，本申请提供一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法。

第一方面，本申请提供一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法，采用如下技术方案实现：

一种高碳铬轴承钢导轨坯料的冷拔加工方法，包括以下步骤：

预先对GCr15轴承钢热轧圆钢钢棒进行冷拉拔，冷拉拔的相对变形量为4～7％；

球化退火，球化退火的温度不高于790℃；

表面剥皮去除表面脱碳层；

表面磷皂化处理；

三道重拉拔，且三道重拉拔中单次重拉拔的相对变形量均超过15％；

三道再结晶退火，再结晶退火的温度不高于680℃；

一道轻拉拔，且轻拉拔的相对变形量的6～9.5％；

去应力退火，去应力退火的温度不高于550℃。