[发明专利]一种提高砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构化方法

说明书

本发明公开了一种提高砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构化方法，通过对砂粒尺寸范围作统计分析，确定砂粒尺寸的分布规律，根据砂粒的尺寸设计二层织构结构：第一层织构结构的作用是产生动压效应，形成动压油膜，有利于上下导轨表面的分隔；第二层织构结构的作用是储存润滑油及捕获砂粒，当第二层织构结构深度较大时，能够储存较多的润滑油，用于补给导轨表面所需的润滑油，同时也有利于捕获更多的砂粒，减轻磨粒磨损，二层织构结构包括二层沟槽型织构结构和二层凹坑型织构结构两种类型，本发明解决了现有技术中存在的砂芯造型机导轨耐磨性差的问题。

技术领域

本发明属于砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构技术领域，具体涉及一种提高砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构化方法。

背景技术

砂芯造型机是铸造行业的核心装备，砂芯造型机将松散的型砂填入砂箱中；并通过震实、压实、震压、射压等方法使松散的型砂紧实、获得高强度的砂型，最终将成型的砂芯从模具中取出。砂芯造型机的工作环境中存在大量砂粒，当砂粒嵌入到砂芯造型机的导轨表面时，会使上下导轨表面发生严重的磨粒磨损，同时砂粒会使润滑油膜破裂，并且降低润滑油的流动性，不良的润滑加剧导轨的磨损，降低导轨的尺寸精度和使用寿命。目前提高导轨耐磨性能的主要措施有：(i)提高导轨表面硬度。通过表面淬火、渗碳渗氮等措施可以在一定程度上提高导轨表面硬度，改善导轨表面的抗磨损性能。但是，摩擦副的表面硬度与材料的韧性是一对矛盾，硬度过高容易出现表面的应力集中和韧性降低，易造成表面疲劳磨损，甚至使得表面产生微裂纹，在导轨运动过程中发生脆性剥落，不利于抗磨损性能的改善。(ii)镀覆自润滑涂层。通过表面镀覆自润滑涂层可以将上下导轨表面分隔，避免导轨基体的直接接触，可有效降低导轨表面磨损。但是在有硬磨粒存在的情况下，涂层极易被磨穿，导致涂层失效。此外，涂层与基体的结合强度受喷涂工艺参数影响显著，工艺参数不合理会导致涂层残余应力过大，容易发生脱落现象。

针对因大量砂粒造成砂芯造型机导轨严重磨损的情况，需要采取针对性的表面改性技术，以改善导轨的摩擦学性能。导轨表面织构化是一种具有优良减摩、耐磨作用的导轨表面改性技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构化方法，解决了现有技术中存在的砂芯造型机导轨耐磨性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种提高砂芯造型机导轨耐磨性的表面织构化方法，对砂粒尺寸范围作统计分析，确定砂粒尺寸的分布规律，根据砂粒的尺寸设计二层织构结构：第一层织构结构的作用是产生动压效应，形成动压油膜，有利于上下导轨表面的分隔；第二层织构结构的作用是储存润滑油及捕获砂粒，当第二层织构结构深度较大时，能够储存较多的润滑油，用于补给导轨表面所需的润滑油，同时也有利于捕获更多的砂粒，减轻磨粒磨损。

本发明的特点还在于，

二层织构结构包括二层沟槽型织构结构和二层凹坑型织构结构两种类型。

二层沟槽型织构结构包括若干依次排列的二层沟槽型织构结构体，每个二层沟槽型织构结构体包括上下两层沟槽，沟槽的具体参数设计如下：第一层沟槽宽度w₁为砂粒直径的2.00～10.00倍，第二层沟槽宽度w₂为砂粒直径的1.10～8.00倍，织构总深度h₂为砂粒直径的1.30～5.00倍，第一层沟槽深度h₁为油膜厚度的0.75～2.00倍，相邻两沟槽间距s为1.50～100.00mm。