直線導軌是機械工業(yè)的通用功能部件，它的質量直接影響到機械設備的精度和使用壽命，因此要求導軌具有高的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。離子氮化導軌雖然能獲得高的硬度和耐磨性，但過去由于氮化變形較大，使導軌離子氮化商品化受到限制。
通過試驗，找出導軌離子氮化變形的規(guī)律，并采用相應的工藝措施，使長度760 mm 的導軌，在離子氮化后，可使導軌底基面彎曲的極限偏差和側基面彎曲的極限偏差滿足有關文獻規(guī)定的5 、6 級精度的技術條件?，F(xiàn)將有關試驗情況介紹如下。
一、導軌規(guī)格、用材及技術要求

試驗導軌型號有兩種，即LG25 型，外形尺寸23 mm×22. 5mm×760mm；LG30 型，外形尺寸28mm×27. 5mm×760mm。導軌如圖1 所示，其中無括號數(shù)字為LG25 型尺寸，括號內(nèi)數(shù)字為LG30 型尺寸。
離子氮化導軌用材為38Cr MoAl A 鋼，毛坯為熱軋棒材，直徑分別為40 mm 和50mm，經(jīng)切削加工成形。導軌氮化的技術條件： 表面硬度≥650HV ，氮化層深度≥0. 4mm，脆性≥2 級，變形量的檢驗方法和允差
二、預先熱處理

導軌毛坯選用兩種預先熱處理工藝，即退火和調(diào)質。退火工藝： 870 ℃ 保溫2h，爐冷至500 ℃ 以下出爐空冷。硬度≤229HBW。調(diào)質： 930 ～940 ℃ 保溫1. 5h，油冷淬火；隨后680 ℃回火3h，空冷。硬度25 ～28HRC。經(jīng)預先熱處理的導軌毛坯，在完成刨平面、銑溝槽和鉆安裝孔等粗加工工序后，進行次去應力退火。在精刨溝槽、刨鋼絲槽和粗磨四個平面等精加工工序完成后，再進行次去應力退火。去應力退火工藝( 兩次退火工藝均相同) ： 溫度650 ℃保溫2h，爐冷至250 ℃以下出爐。

三、導軌離子氮化試驗結果及其分析

( 1) 離子氮化工藝規(guī)范 供導軌氮化用的設備為額定輸出直流電流為30A 的立式離子氮化爐。氮化溫度和時間分別為： 530 ℃/ 8h、550 ℃/ 15h、550 ℃/ 22h 和560 ℃/ 10h。

( 2) 氮化層的組織、表面硬度及硬度梯形38CrMoAl A 鋼經(jīng)530 ℃/ 8h 離子氮化后，滲層組織由表及里依次為ε→ε+ γ′→α+ γ′→心部組織。其特征是：最表層厚度0. 02 ～0. 03mm 白亮色化合物層，即ε相。緊靠白亮色化合物層的次表層，出現(xiàn)脈狀組織，厚度0. 01 ～0. 15mm，相成分為ε+ γ′。往后是擴散層，相成分是α+ γ′。再往里是心部組織。在金相分析中還可以看到，氮化前的金相組織和氮化工藝參數(shù)對氮化后脈狀組織的含量有較大影響。退火組織在氮化過程中形成脈狀組織的傾向比調(diào)質組織大得多，而且氮化溫度越高，氮化時間越長，均促進脈狀組織的形成。

經(jīng)不同預先熱處理的38CrMoAl A 鋼于540 ～560 ℃離子氮化22h，硬度沿氮化層的分布。
經(jīng)上述工藝處理后，氮化層深度保持在0. 50mm 以上。氮化層的硬度梯度與預先熱處理有關。在相同的離子氮化工藝條件下，退火狀態(tài)導軌約0. 2mm的外表層硬度比調(diào)質狀態(tài)高，離表面0. 1mm 處，退火狀態(tài)的硬度高于800HV100 ，而調(diào)質狀態(tài)此處的硬度僅保持650HV100 ；離表面0. 15mm 處，退火狀態(tài)的硬度仍然高于700HV100 ，但調(diào)質狀態(tài)此處的硬度已低于600HV100 。
五、結語

( 1) 導軌離子氮化的變形有明顯規(guī)律性，都是拱起( 圖3 相對于檢測平臺) 。變形的主要原因是氮化面不對稱所引起的。

( 2) 采用局部氮化法，減少氮化面的不對稱性，可顯著減少氮化導軌的變形。

( 3) 離子氮化導軌變形小，又是在真空的狀態(tài)下進行處理，對氮化前后表面質量沒有明顯影響，導軌的氮化可安排在精磨后進行，這樣可以保證導軌有較深的氮化層深度。