[发明专利]一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺

权利要求书

1.一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，具体加工方法如下：

1）将碳纤维均匀缠绕在石墨框上，将形成的纤维预制体置于化学气相沉积反应炉内，先驱体源物质为丙烯，氩气为稀释气体，沉积温度为900-950℃，沉积时间4-6min，待处理结束后，将表面沉积有热解炭界面层的碳纤维预制体置于管式炉中，在氩气气氛中，1800-1830℃热处理1-2h，随炉冷却至室温，将碳纤维从石墨框取下，粉碎研磨后得到预处理碳纤维粉末；

2）将待处理滚动轴承元件经超声波清洗后放入加热炉中进行烘干加热，加热温度为200-230℃，加热时间30-50min，将加热后的轴承元件的温度维持在150-170℃，向高能喷丸机中弹丸仓内加入适量的预处理碳纤维粉末，然后对轴承元件进行喷丸处理，待喷丸结束后，再次对轴承元件进行超声清洗，得到预处理轴承元件；

3）将液态超支化聚碳硅烷涂刷在预处理轴承元件表面，然后将其置于交联裂解炉中，抽真空置换高纯氩气3-4次，然后升温至170-190℃，并保温处理5-6h，然后再以同样的升温速率升温至870-900℃，保温处理2-3h，随炉冷却至室温，再转移至CVI反应炉中，先驱体源物质为三氯甲基硅烷，稀释气体为氩气，载气为氢气，浸渗温度为1130-1160℃，浸渗时间2-3h，随炉冷却至室温，得到半成品轴承元件；

4）采取氩离子束溅射沉积与磁过滤阴极弧等离子体共沉积技术，在半成品轴承元件表面形成沉积层，其中离子束溅射靶为α-氮化硅，氩气流量控制在8-10sccm，溅射离子枪束流为50-70mA，磁过滤阴极弧靶材为钛靶，反应气体采用氦、氩混合气，其中氩气流量7-9sccm，氦气流量为20-23sccm，出口线圈电流为1.5-1.8A，源头线圈电流为0.25-0.28A，磁过滤线圈电流为3-5A，阴极电流为70-75A，待处理结束后恢复常压、冷却，即可完成轴承元件的加工处理。

2.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述碳纤维缠绕时，要保证碳纤维处于拉紧状态，并且碳纤维不会有破损；所述石墨框由高纯石墨制成；所述丙烯的流量为10-15sccm，氩气的流量为80-100sccm；所述预处理碳纤维粉末的粒度为100-150nm。

3.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述预处理碳纤维粉末的添加量占弹丸总重量的8-12%；所述弹丸的直径为0.8-1.2mm；所述超声清洗的介质为丙酮，清洗时间10-15min，清洗温度20-25℃。

4.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述高能喷丸处理的工艺参数如下：喷嘴距离轴承元件的距离为40-50mm，空气压力为0.5-0.7MPa，喷丸时间100-130min。

5.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述液态超支化聚碳硅烷的平均分子式为-[SiHRCH₂]_n-，其中R为氢原子、烷基、烯基、炔基等有机基团，n为液态超支化聚碳硅烷的平均聚合度，且n≥3。

6.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述升温速率为1-2℃/min；所述氩气流量为100-120sccm，氢气流量为20-30sccm；所述氢气与三氯甲基硅烷的摩尔比为8-10:1。

7.如权利要求1所述的一种提高滚动轴承疲劳寿命的轴承元件的加工处理工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述工作气压为1x10^-1-2x10^-1Pa，温度为120-130℃，沉积时间130-150min。