[發明專利]一種M50軸承鋼的離子束及深冷復合強化方法

在審

• 申請號: 201710532690.9
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107287572A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 金杰;邵天敏
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C21D1/38;C21D1/773;C21D6/04;C23C14/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢,王春霞

1.一種軸承鋼的強化方法，包括如下步驟：

(1)采用低能大束流氣體離子對軸承鋼進行真空熱處理；

(2)采用液氮對經步驟(1)處理后的所述軸承鋼進行深冷強化處理；

(3)采用氣體離子束對經步驟(2)處理后的所述軸承鋼進行清洗；

(4)采用離子注入方法，向經步驟(3)處理后的所述軸承鋼的表面交替注入氣體離子和金屬離子，至此即實現對所述軸承鋼的強化。

2.根據權利要求1所述的強化方法，其特征在于：所述軸承鋼為M50軸承鋼。

3.根據權利要求1或2所述的強化方法，其特征在于：步驟(1)、步驟(3)和步驟(4)均在真空度為1.8×10^-4Pa～3.0×10^-2Pa的條件下進行。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(1)中，所述真空熱處理的條件如下：

所述低能大束流氣體離子采用的離子源為氬氣或氮氣；

轟擊電壓為0.1～1kV；

轟擊束流為50～100mA；

時間為1～3小時。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(1)中，所述真空熱處理的同時，向所述軸承鋼施加正偏壓或負偏壓。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(2)中，所述深冷強化處理的時間為10～20小時；

所述深冷強化處理之前，還包括對所述軸承鋼進行保溫的步驟。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(3)中，所述氣體離子束采用氬氣源；

所述氣體離子束的引出電壓為1～2kV；

所述清洗的時間為10～20分鐘。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(4)中，所述氣體離子為氮離子；

注入所述氣體離子的條件如下：

注入能量為70KeV～100KeV；

注入劑量為1.0×10¹⁷ions/cm²～3.0×10¹⁷ions/cm²；

所述金屬離子為鋯離子、鈦離子、鉭離子、鉻離子或鉬離子；

注入所述金屬離子的條件如下：

注入能量為40KeV～50KeV；

注入劑量為1.2×10¹⁷ions/cm²～4.5×10¹⁷ions/cm²。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的強化方法，其特征在于：步驟(1)之前，所述方法還包括對所述軸承鋼依次進行如下處理的步驟：

去油脂步驟、去銹點步驟、去雜質步驟、去有機物殘留步驟和超聲清洗。

10.權利要求1-9中任一項所述強化方法得到的復合強化軸承鋼。