[发明专利]一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨及其制作方法

权利要求书

1.一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述导轨与铸铁机床底座为一体，在导轨面上的滚动部位，采用激光熔敷法，制备规律分布、具有碳化物组织、高硬度并于导轨母体呈冶金结合的圆柱形和网格形单元体，这些单元体和机床导轨母体共同构成软硬相间的仿生物体结构的仿生耦合区域，所述激光熔敷是在单元体上均匀涂覆有合金粉末，通过激光直接照射熔化后再快速凝固，获得组织不同于母体的微米级碳化物、马氏体、合金碳化物、WC或TiC，硬度要求HV630-1150。

2.根据权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述单元体直径为1～3mm之间均匀分布或随机分布的圆柱状；或宽度为1～2mm，间距为1～3mm，倾斜角度为0～90°，深度为0.2mm的条纹状交叉分布构成网格状单元体。

3.根据权利要求1或2所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述合金粉末包括WC、TiC、重量百分比为：C 1.0-3.2、Cr 50-69、余量为铁的高铬合金或重量百分比为C 0.8-1.0、V50-55、余量为铁的钒铁合金，合金粉末涂覆厚度为0.3mm，导轨母材和表面涂覆的材料经激光照射熔化后混合，单元体组织为碳化物+马氏体+WC或TiC，熔敷WC硬度要求HV1100-1150，熔敷TiC硬度要求HV1150-1200，熔敷高铬合金的单元体组织为微米级的合金碳化物和马氏体，熔敷高铬合金硬度要求HV750-850，熔敷钒铁合金硬度要求HV850-900。

4.根据权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述的激光熔敷采用离焦量±4.5mm，激光电流100-300mA，激光照射频率5-10Hz，激光脉宽5-10ms的激光光束。

5.根据权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述圆柱形单元体的分布为单一尺寸分布或不同尺寸混合分布。

6.根据权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述网格形单元体的分布为单一尺寸分布或不同尺寸混合分布。

7.根据权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨，其特征在于，所述单一尺寸的圆柱形单元体与单一尺寸网格形单元体按混合分布，或不同尺寸的圆柱形单元体与不同尺寸的网格形单元体混合分布，或单一尺寸的圆柱形单元体与不同尺寸的网格形单元体混合分布，或不同尺寸的圆柱形单元体与单一尺寸网格形单元体混合分布。

8.如权利要求1所述的一种仿生耐磨高可靠性铸铁滚动机床导轨制作方法，其特征在于，按以下步骤进行：

步骤一，根据不同的机床导轨所需的表面硬度以及其受力大小，选择不同硬度对应的合金粉末；

步骤二，利用玻璃水将合金粉末以0.3mm的厚度均匀涂抹在导轨表面，涂抹痕迹为网格型或者斑点状

步骤三，控制激光器以不同的激光参数和运动方式对涂有合金粉末的导轨表面进行扫描，使母材与合金粉末同时熔化，最终在导轨表面形成仿生单元体。