一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺制造技术

本发明专利技术提供一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，涉及钢珠表面润滑工艺领域。该基于一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，包括，S1.采用阳极层离子源对金属球进行表面清洗，采用氩气和氢气的混合气体，对杂质、氧化物进行去除及还原。在小于300℃时，Ag能提供足够的润滑能力，而温度更高时，700℃的高温摩擦环境中，空气环境中Mo发生氧化MoO3作为主要的润滑成分，TaC涂层为主要的硬度支撑层以及耐磨层，轴承钢球在不同的应用环境中可随着温度的变化均实现高润滑性能采用高功率脉冲磁控溅射技术可极大的提高涂层的结合强度与致密性、缺陷少、粗糙度低，可以提高钢球的抗磨损性能，提高轴承的使用寿命及精度。命及精度。

【技术实现步骤摘要】
一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺


[0001]本专利技术涉及钢珠表面润滑工艺
，具体为一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺。

技术介绍

[0002]精密轴承作为机械装备领域中的重要基础零件，其性能直接影响着机械装备的工作性能。精密轴承通常应用于高转动速度、长疲劳寿命和高运行稳定性等苛刻工况条件，具体表现在旋转体（钢珠）上，要求其具有高振动精度、高速旋转且摩擦系数小、磨损率低等特性。因此，提高精密轴承用钢珠的耐磨性是保证其性能稳定性的有效途径之一。轴承零件工作表面和心部在状态、结构和性能要求方面是有较大的差别的，而整体热处理往往使二者不能兼顾，材料的潜力也得不到充分发挥。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，解决了不同环境温度下涂层可无法自适应，润滑性能差的问题。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，包括：S1.采用阳极层离子源对金属球进行表面清洗，采用氩气和氢气的混合气体，对杂质、氧化物进行去除及还原；S2.采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层，所用靶材为Ag、Cr、Ni或任意比例的NiCr合金，沉积前先进行溅射处理；S3.在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层、氩气为70
‑
150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、镀层厚度20
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500nm；S4.在钢球过渡层表面沉积Ag作为低温润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、所用靶材为Ag、氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、厚度20
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80nm；S5.在Ag层表面沉积Mo润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag，所用靶材为Mo，氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、过渡层厚度20
‑
80nm；S6.在Mo层表面沉积TaC，作为支撑层提高硬度并兼具润滑性能，采用高功率磁控溅射在其表面沉积TaC；S7.重复S4
‑
S6步骤，涂层总厚度为100
‑
500nm。
[0005]优选的，S1中氩气50
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150sccm、氢气10
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50sccm，处理时间10
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60min，粗糙度变化不超过50nm。
[0006]优选的，S2中氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
‑
200μs、偏压依次为800V、600V、400V各溅射20
‑
120s。
[0007]优选的，S6中靶材为碳、氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、厚度50
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100nm。
[0008]本专利技术提供了一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺。具备以下有益效果：1、在小于300℃时，Ag 能提供足够的润滑能力，而温度更高时，700℃的高温摩擦环境中，空气环境中Mo发生氧化MoO3作为主要的润滑成分，TaC涂层为主要的硬度支撑层以及耐磨层，轴承钢球在不同的应用环境中可随着温度的变化均实现高润滑性能。
[0009]2、采用高功率脉冲磁控溅射技术可极大的提高涂层的结合强度与致密性、缺陷少、粗糙度低，可以提高钢球的抗磨损性能，提高轴承的使用寿命及精度。
具体实施方式
[0010]对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例一
[0011]本专利技术实施例提供一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，包括，S1.采用阳极层离子源对金属球进行表面清洗，采用氩气和氢气的混合气体，对杂质、氧化物进行去除及还原，氩气100sccm、氢气20ccm，处理时间20min，粗糙度变化不超过50nm，S2.采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层，所用靶材为Ag、Cr、Ni或任意比例的NiCr合金，沉积前先进行溅射处理，氩气为100sccm、靶材功率为5kW、频率为100Hz、脉宽100μs、偏压依次为800V、600V、400V各溅射60s，S3.在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层、氩气为100sccm、靶材功率为5kW、频率为100Hz、脉宽100μs、偏压为100V、镀层厚度50nm，S4.在钢球过渡层表面沉积Ag作为低温润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、所用靶材为Ag、氩气为100sccm、靶材功率为5kW、频率为100z、脉宽100μs、偏压为50V、厚度50nm，S5.在Ag层表面沉积Mo润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag，所用靶材为Mo，氩气为120sccm、靶材功率为50kW、频率为200Hz、脉宽100μs、偏压为50V、过渡层厚度50nm，S6.在Mo层表面沉积TaC，作为支撑层提高硬度并兼具润滑性能，采用高功率磁控溅射在其表面沉积TaC，所用靶材为碳、氩气为90sccm、靶材功率为5kW、频率为100Hz、脉宽100μs、偏压为50V、厚度30nm，S7.重复S4
‑
S6步骤，涂层总厚度为100
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500nm。
实施例二
[0012]本专利技术实施例提供一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，包括，S1.采用阳极层离子源对金属球进行表面清洗，采用氩气和氢气的混合气体，对杂质、氧化物进行去除及还原，氩气100sccm、氢气20sccm、处理时间20min、粗糙度变化不超过50nm，S2.采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层，所用靶材为Ag、Cr、Ni或任意比例的NiCr合金，沉积前先进行溅射处理，氩气为100sccm，靶材功率为5kW、频率为100Hz、脉宽100μs、偏压依次为800V、600V、400V各溅射60，S3.在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层、氩气为100sccm，靶材功率为5kW、频率为100Hz、脉宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴承钢珠表面润滑涂层工艺，其特征在于，包括：S1.采用阳极层离子源对金属球进行表面清洗，采用氩气和氢气的混合气体，对杂质、氧化物进行去除及还原；S2.采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层，所用靶材为Ag、Cr、Ni或任意比例的NiCr合金，沉积前先进行溅射处理；S3.在钢球表面沉积Ag、Cr、Ni、NiCr等过渡层、氩气为70
‑
150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、镀层厚度20
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500nm；S4.在钢球过渡层表面沉积Ag作为低温润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag、所用靶材为Ag、氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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200μs、偏压为20
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200V、厚度20
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80nm；S5.在Ag层表面沉积Mo润滑层，采用高功率磁控溅射在钢球表面沉积Ag，所用靶材为Mo，氩气为70
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150sccm、靶材功率为2
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10kW、频率为20
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500Hz、脉宽50
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【专利技术属性】
技术研发人员：王桂岳，赵松强，王可峰，栾庚祖，
申请(专利权)人：龙口市比特真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：