[发明专利]Cr4Mo4V钢轴承碳氮等离子体基离子升温注渗方法

摘要

Cr4Mo4V钢轴承碳氮等离子体基离子升温注渗方法，它涉及一种钢轴承碳氮注渗方法。本发明解决了现有提高工件温度的方法使工件表面形成一层连续的化合物层的问题。本方法如下：一、超声清洗；二、预溅射处理；三、碳、氮离子注入；四、二次氮离子注入。经本发明方法处理后的Cr4Mo4V轴承表面纳米硬度可达22GPa，为未处理Cr4Mo4V轴承的1.8倍，和有化合物层的轴承硬度相当，表面没有化合物层，比有化合物层的轴承疲劳寿命提高3倍；经本发明方法处理后的Cr4Mo4V钢的耐磨性为未处理Cr4Mo4V钢的5倍，经本发明方法处理后的Cr4Mo4V轴承台架实验考核寿命为未处理轴承的2.5倍以上。

主权项

Cr4Mo4V钢轴承碳氮等离子体基离子升温注渗方法，其特征在于Cr4Mo4V钢轴承碳氮等离子体基离子升温注渗方法如下：一、超声清洗：将Cr4Mo4V钢轴承放入纯度为99.9％以上的丙酮溶液中在超声频率为40kHz的条件下超声清洗两次，每次超声清洗时间为8min～15min；二、预溅射处理：将经过步骤一处理的Cr4Mo4V钢轴承放到真空室试样台上，抽真空至真空度为1.0×10‑4Pa～1.0×10‑3Pa，升高温度至300℃～400℃，然后在工作气压为5Pa～10Pa、射频功率为0.8kW～2kW、电压为500V～700V、电流为0.2mA/cm2～0.5mA/cm2的条件下，调节射频功率，使产生的氩气等离子浓度为1.0×109/cm3～1.0×1010/cm3，进行预溅射清洗10min～30min；三、碳、氮离子注入：在经过步骤二处理的Cr4Mo4V钢轴承缓慢绕自身轴线匀速旋转的同时，将纯度为99.999at％的氮气和纯度为99.999at％的甲烷同时通入到真空室中，在甲烷与氮气分压比为1∶30～5、总气压为0.5Pa～1.5Pa的条件下，采用射频功率为300W～500W的射频激发等离子体，使碳氮等离子体密度为1.0×109/cm3～1.0×1010/cm3，然后在注入电压为30kV～50kV、注入电流密度为30A/cm2～100A/cm2的条件下处理Cr4Mo4V钢轴承4～10小时，然后将Cr4Mo4V钢轴承冷却至室温；四、二次氮离子注入：将经过步骤三处理的Cr4Mo4V钢轴承在气源采用纯度为99.999at％的氮气、气压为0.08Pa～0.2Pa的条件下，用射频功率为300W～500W的射频激发等离子体，使碳氮等离子体密度为1.0×109/cm3～1.0×1010/cm3，然后在注入电压为30kV～50kV、注入电流密度为30A/cm2～100A/cm2的条件下，处理Cr4Mo4V钢轴承2～4小时，即得注渗碳氮等离子体基离子的Cr4Mo4V钢轴承。