直线导轨是机械工业的通用功能部件，它的质量直接影响到机械设备的精度和使用寿命，因此要求导轨具有高的耐磨性和尺寸稳定性。离子氮化导轨虽然能获得高的硬度和耐磨性，但过去由于氮化变形较大，使导轨离子氮化商品化受到限制。
通过试验，找出导轨离子氮化变形的规律，并采用相应的工艺措施，使长度760 mm 的导轨，在离子氮化后，可使导轨底基面弯曲的极限偏差和侧基面弯曲的极限偏差满足有关文献规定的5 、6 级精度的技术条件。现将有关试验情况介绍如下。
    一、导轨规格、用材及技术要求

    离子氮化导轨用材为38Cr MoAl A 钢，毛坯为热轧棒材，直径分别为40 mm 和50mm，经切削加工成形。导轨氮化的技术条件： 表面硬度≥650HV ，氮化层深度≥0. 4mm，脆性≥2 级，变形量的检验方法和允差
二、预先热处理

    导轨毛坯选用两种预先热处理工艺，即退火和调质。退火工艺： 870 ℃ 保温2h，炉冷至500 ℃ 以下出炉空冷。硬度≤229HBW。调质： 930 ～940 ℃ 保温1. 5h，油冷淬火；随后680 ℃回火3h，空冷。硬度25 ～28HRC。经预先热处理的导轨毛坯，在完成刨平面、铣沟槽和钻安装孔等粗加工工序后，进行第一次去应力退火。在精刨沟槽、刨钢丝槽和粗磨四个平面等精加工工序完成后，再进行第二次去应力退火。去应力退火工艺( 两次退火工艺均相同) ： 温度650 ℃保温2h，炉冷至250 ℃以下出炉。

    三、导轨离子氮化试验结果及其分析

    ( 1) 离子氮化工艺规范 供导轨氮化用的设备为额定输出直流电流为30A 的立式离子氮化炉。氮化温度和时间分别为： 530 ℃/ 8h、550 ℃/ 15h、550 ℃/ 22h 和560 ℃/ 10h。

    ( 2) 氮化层的组织、表面硬度及硬度梯形38CrMoAl A 钢经530 ℃/ 8h 离子氮化后，渗层组织由表及里依次为ε→ε+ γ′→α+ γ′→心部组织。其特征是：最表层厚度0. 02 ～0. 03mm 白亮色化合物层，即ε相。紧靠白亮色化合物层的次表层，出现脉状组织，厚度0. 01 ～0. 15mm，相成分为ε+ γ′。往后是扩散层，相成分是α+ γ′。再往里是心部组织。在金相分析中还可以看到，氮化前的金相组织和氮化工艺参数对氮化后脉状组织的含量有较大影响。退火组织在氮化过程中形成脉状组织的倾向比调质组织大得多，而且氮化温度越高，氮化时间越长，均促进脉状组织的形成。

    经不同预先热处理的38CrMoAl A 钢于540 ～560 ℃离子氮化22h，硬度沿氮化层的分布。
经上述工艺处理后，氮化层深度保持在0. 50mm 以上。氮化层的硬度梯度与预先热处理有关。在相同的离子氮化工艺条件下，退火状态导轨约0. 2mm的外表层硬度比调质状态高，离表面0. 1mm 处，退火状态的硬度高于800HV100 ，而调质状态此处的硬度仅保持650HV100 ；离表面0. 15mm 处，退火状态的硬度仍然高于700HV100 ，但调质状态此处的硬度已低于600HV100 。
五、结语

    ( 1) 导轨离子氮化的变形有明显规律性，都是拱起。变形的主要原因是氮化面不对称所引起的。

    ( 2) 采用局部氮化法，减少氮化面的不对称性，可显著减少氮化导轨的变形。

    ( 3) 离子氮化导轨变形小，又是在真空的状态下进行处理，对氮化前后表面质量没有明显影响，导轨的氮化可安排在精磨后进行，这样可以保证导轨有较深的氮化层深度。