[發明專利]一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法

在審

• 申請號: 201410583301.1
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104342629A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 王浪平;王小峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法具體是按以下步驟完成的：

一、超聲清洗：將待處理的軸承內圈和待處理的軸承外圈分別放入到純度高于99.0％的乙醇溶液中超聲清洗兩次，每次超聲清洗時間為15min～20min，得到超聲清洗后的軸承內圈和超聲清洗后的軸承外圈；

二、將超聲清洗后的軸承內圈放入到真空室中：將超聲清洗后的軸承內圈裝夾到軸承內圈保護結構中，然后將軸承內圈保護結構的金屬桿(1)與真空室的旋轉靶臺相連接；

三、軸承內圈外表面氮離子注入：在旋轉靶臺勻速旋轉的同時，通過射頻輝光放電在真空室中產生氮氣等離子體，然后在氮氣的流量為10sccm～100sccm，氮氣的氣壓在0.1Pa～0.6Pa，射頻功率為0.1kW～1kW，注入電壓為20kV～40kV，注入頻率為50Hz～300Hz，注入脈寬為5μs～50μs和注入時間為1h～5h的條件下對超聲清洗后的軸承內圈外表面進行氮離子注入，即完成軸承內圈外表面的氮離子注入；

四、將超聲清洗后的軸承外圈放入到真空室中：將超聲清洗后的軸承外圈裝在軸承外圈保護套的保護槽(6)中，再將保護槽蓋板(7)蓋在保護槽(6)上面，再使用螺釘(8)將保護槽(6)和保護槽蓋板(7)緊固，再將軸承外圈保護套與真空室的旋轉靶臺相連接；

五、軸承外圈內表面氮離子注入：在旋轉靶臺勻速旋轉的同時，通過射頻輝光放電在真空室中產生氮氣等離子體，然后在氮氣的流量為10sccm～100sccm，氮氣的氣壓在0.1Pa～0.6Pa，射頻功率為0.1kW～1kW，注入電壓為20kV～40kV，注入頻率為50Hz～300Hz，注入脈寬為5μs～50μs和注入時間為2h～8h的條件下對超聲清洗后的軸承外圈內表面進行氮離子注入，即完成軸承外圈內表面氮離子注入。

2.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟二中所述的軸承內圈保護結構由金屬桿(1)、螺母(2)和墊片(3)組成；所述的金屬桿(1)穿過超聲清洗后的軸承內圈，墊片(3)穿過金屬桿(1)，覆蓋在超聲清洗后的軸承內圈的上端和下端，使用螺母(2)通過墊片(3)將超聲清洗后的軸承內圈固定在金屬桿(1)上。

3.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟三中射頻輝光放電使用的氮氣純度為99.999％。

4.根據權利要求2所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于墊片(3)的小端直徑與超聲清洗后的軸承內圈的內徑相匹配。

5.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟五中射頻輝光放電使用的氮氣純度為99.999％。

6.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟五中所述的軸承外圈保護套由保護槽(6)、保護槽蓋板(7)和螺釘(8)組成；所述的保護槽蓋板(7)覆蓋在保護槽(6)上面，螺釘(8)將保護槽(6)和保護槽蓋板(7)緊固。

7.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟三中在旋轉靶臺勻速旋轉的同時，通過射頻輝光放電在真空室中產生氮氣等離子體，然后在氮氣的流量為10sccm～50sccm，氮氣的氣壓在0.1Pa～0.3Pa，射頻功率為0.1kW～0.5kW，注入電壓為20kV～30kV，注入頻率為50Hz～150Hz，注入脈寬為5μs～30μs和注入時間為1h～3h的條件下對超聲清洗后的軸承內圈外表面進行氮離子注入，即完成軸承內圈外表面的氮離子注入。

8.根據權利要求1所述的一種提高軸承壽命的全方位離子注入方法，其特征在于步驟三中在旋轉靶臺勻速旋轉的同時，通過射頻輝光放電在真空室中產生氮氣等離子體，然后在氮氣的流量為50sccm～100sccm，氮氣的氣壓在0.3Pa～0.6Pa，射頻功率為0.5kW～1kW，注入電壓為30kV～40kV，注入頻率為150Hz～300Hz，注入脈寬為30μs～50μs和注入時間為3h～5h的條件下對超聲清洗后的軸承內圈外表面進行氮離子注入，即完成軸承內圈外表面的氮離子注入。