專利名稱：一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機材料制備領域，特別涉及一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼。
背景技術：
高速數(shù)控機床(CNC)是裝備制造業(yè)的技術基礎和發(fā)展方向之一，是裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。高速數(shù)控機床的工作性能，首先取決于高速主軸的性能。數(shù)控機床高速電主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應用范圍，其動力性能及穩(wěn)定性對高速加工起著關鍵的作用。高速主軸單元的類型主要有電主軸、氣動主軸、水動主軸等。不同類型的高速主軸單元輸出功率相差較大。電主軸是電動機的轉子直接作為機床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機機座，并且配合其他零部件，實現(xiàn)電動機與機床主軸的一體化。機床主軸由內(nèi)裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現(xiàn)了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結構形式，使主軸部件從機床的傳動系統(tǒng)和整體結構中相對獨立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”(ElectricSpindle，Motor Spindle)。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機，故也稱為“高頻主軸”(High FrequencySpindle)。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”(Direct Drive Spindle)。數(shù)控機床高速電主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應用范圍，其動力性能及穩(wěn)定性對高速加工起著關鍵的作用。電主軸的工作不僅轉速高，而且要求有很高的角減速度和角加速度、在指定位置快速準停，這就對其結構設計、制造和控制提出了非常嚴格的要求并帶來了一系列技術難題，如電主軸的散熱、潤滑及精密控制等。在設計中，必須妥善的解決這些問題，才能確保主軸穩(wěn)定可靠的高速運轉，實現(xiàn)高效精密加工。如上所述，由于高速數(shù)控機床電機對電主軸性能要求較高，傳統(tǒng)的制備電機或制備機床主軸的材料的強度、剛度、韌性、加工性能等不能滿足要求，必須開發(fā)新的材料以適應上述需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)—種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0.03-0. 05、Si 0.50-0. 70、Mn 0. 30-0. 60、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 13. 50-14. 30、Mo 0. 60-0. 80、W 0. 30-0. 50、V 0. 08-0. 12、Ni 1. 80-2. 40、B 0. 004-0. 008、N 0. 04-0. 07、Al < 0. 02，余量為Fe，各成分總和為100%。優(yōu)選，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成=C 0. 035-0. 045、Si 0. 55-0. 65、 Mn 0. 40-0. 50、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 13. 80-14. 10、Mo 0. 65-0. 75、W 0. 35-0. 45、V 0.09-0. 11、Ni 2. 00-2. 20、B 0. 005-0. 007、N 0. 05-0. 06、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為100%。最優(yōu)選，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成C 0.040、Si 0.60、Mn 0.45、 P 彡 0.02、S 彡 0.01、Cr 14. 00、Mo 0. 70, W 0. 40, V 0. 10、Ni 2. 10、B 0.006、N 0.055、Al < 0. 02，余量為Fe，各成分總和為100%。本發(fā)明的電主軸用鋼可通過鋼水熔煉、鋼水成分控制、澆注、凝固收縮、冷卻開箱、 熱處理、加工、檢驗等一系列方法制備。本發(fā)明的電主軸用鋼有益效果為1)針對高速數(shù)控機床電機用電主軸的使用工況特點設計了鋼的合金化元素成分， 在大量實驗的基礎上確定了上述各元素含量，使得各元素所起到的作用達到協(xié)同，從而使得材料的綜合性能最好。2)本發(fā)明的鋼的力學性能為屈服強度615_680MPa，抗拉強度780_860MPa，伸長率10-16%，沖擊吸收功AkU ^ 40J ；并且抗疲勞和抗腐蝕性能優(yōu)異，可滿足高速數(shù)控機床電機用電主軸的使用需求。
具體實施例方式實施例一一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0. 03、Si 0. 70、Mn 0. 30、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 14. 30、Mo 0. 60、W 0. 50、V 0. 08、Ni 2. 40、B 0. 004、N 0. 07、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。實施例二一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0. 05、Si 0. 50、Mn 0. 60、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 13. 50、Mo 0. 80、W 0. 30、V 0. 12、Ni
1.80、B 0. 008、N 0. 04、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。實施例三一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0.035、Si 0. 65, Mn 0. 40, P 彡 0. 02、S 彡 0. OUCr 14. 10、Mo 0. 65, W 0. 45, V 0. 09, Ni
2.20、B 0. 005、N 0. 06、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。實施例四一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0. 045, Si 0. 55, Mn 0. 50、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 13. 80, Mo 0. 75, W 0. 35, V 0. IUNi 2. 00、B 0. 007、N 0. 05、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。實施例五一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成 C 0. 04、Si 0. 60、Mn 0. 45、P 彡 0. 02、S 彡 0. 01、Cr 14. 00、Mo 0. 70、W 0. 40、V 0. 10、Ni 2. 10、B 0. 006、N 0. 055、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進， 對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，其特征在于，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成:C 0. 03-0. 05、Si 0. 50-0. 70、Mn 0. 30-0. 60、P 彡 0. 02、S < 0. 01、Cr13. 50-14. 30、Mo 0. 60-0. 80、W 0. 30-0. 50、V 0. 08-0. 12、Ni 1. 80-2. 40、B 0. 004-0. 008、N 0. 04-0. 07、Al < 0. 02，余量為Fe，各成分總和為100%。
2.如權利要求1所述的一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，其特征在于，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成:C 0. 035-0. 045、Si 0. 55-0. 65、Mn 0. 40-0. 50、P <= 0. 02、S <= 0. 01、Cr 13. 80-14. 10、Mo 0. 65-0. 75、W 0. 35-0. 45、V 0. 09-0. 11、Ni 2. 00-2. 20、B0. 005-0. 007、N 0. 05-0. 06、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。
3.如權利要求2所述的一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，其特征在于，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成C 0. 040,Si 0. 60,Mn 0. 45、P彡0. 02、S彡0. 01、Cr 14.00、Mo 0. 70、W 0. 40、V 0. 10、Ni 2. 10、B 0. 006、N 0. 055、Al < 0. 02，余量為 Fe，各成分總和為 100%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速數(shù)控機床電機的電主軸用鋼，所述鋼按重量百分比計由下列組份組成C 0.03-0.05、Si 0.50-0.70、Mn 0.30-0.60、P≤0.02、S≤0.01、Cr 13.50-14.30、Mo 0.60-0.80、W 0.30-0.50、V 0.08-0.12、Ni 1.80-2.40、B 0.004-0.008、N 0.04-0.07、Al＜0.02，余量為Fe，各成分總和為100％。
文檔編號C22C38/54GK102560278SQ20121003523
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權日2012年2月16日
發(fā)明者胡春濤 申請人:無錫市萬邦機械制造廠