一种轴承钢表面Ta薄膜的制备方法技术

本发明专利技术属于表面膜层强化技术领域，特别涉及一种轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，首先将轴承钢表面的预处理，将轴承钢表面打磨、抛光后置于有机溶剂中超声清洗并吹干；然后将工件在真空状态下进行表面溅射清洗，并在工件表面进行非金属离子注入；再将Ta表面进行溅射清洗，并将上述工序得到的工件表面沉积Ta基薄膜；最后将Ta基薄膜进行非金属离子注入。采用本发明专利技术方法得到的轴承钢的硬度高、耐磨性好，经过测试，轴承钢的硬度至少提高了80%，磨损率下降了65%左右，有效延长了轴承钢的使用寿命。而且所制备的薄膜与基体间没有明显的界面，能够实现冶金结合，提高了结合力，同时也提高了工件的硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面膜层强化
，特别涉及一种轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法。
技术介绍
轴承钢是重要的冶金产品，主要应用于机械制造、铁路运输、汽车制造、国防工业等领域。GCrl5钢是常用的高碳铬轴承钢，其优异的性能及低廉的价格使其广泛的被应用于制造各类使用温度不超过170°C的轴承。虽然GCrl5钢经过淬火加回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能，但随着科技的进步，对于轴承的性能要求也越来越高，如何延长轴承使用寿命，一直是材料工作者研究的重要课题，通过表面处理方法提高材料的性能是一条切实可行的途径，离子注入就是一种这样的方法。目前离子注入被用于金属及其合金材料的表面改性，相对于等离子参氮、物理气象沉积和化学气象沉积而言，离子注入具有独特的优越性。但是，轴承钢经过离子注入后性能有很大提升，但是常温下离子注入的深度比较浅，不能满足高速重载轴承的要求。Ta是第V族元素，硬度和熔点较高，能够与多种非金属(C、N、B等元素)形成高硬度高熔点化合物，高硬度可以增加材料表面的耐磨性，高熔点可以使材料抵抗摩擦过程中表面产生的瞬间高温，也可以提高材料的摩擦磨损性能，因而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其步骤包括：（1）轴承钢表面的预处理，将轴承钢表面打磨、抛光后置于有机溶剂中超声清洗并吹干；（2）将步骤（1）中的工件在真空状态下进行表面溅射清洗，然后在工件表面进行非金属离子注入；（3）将Ta表面进行溅射清洗，然后在步骤（2）中得到的工件表面沉积Ta基薄膜；（4）将步骤（3）中的Ta基薄膜进行非金属离子注入。

【技术特征摘要】
1.一种轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其步骤包括 (I)轴承钢表面的预处理，将轴承钢表面打磨、抛光后置于有机溶剂中超声清洗并吹干; (2 )将步骤(I)中的工件在真空状态下进行表面溅射清洗，然后在工件表面进行非金属离子注入； (3)将Ta表面进行溅射清洗，然后在步骤(2)中得到的工件表面沉积Ta基薄膜； (4)将步骤(3)中的Ta基薄膜进行非金属离子注入。2.根据权利要求I所述的轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，轴承钢采用金相纸打磨后，以金刚石研磨膏作为抛光剂抛光至Ra ( 0. 1075 u m03.根据权利要求I所述的轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，将抛光后的工件分别置于无水乙醇和无水丙酮中超声清洗5-15分钟。4.根据权利要求I所述的轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，将工件放在真空室内进行表面溅射清洗，真空室的背底真空度<2X10_3Pa，真空室的漏气率彡0. 05Pa L/s。5.根据权利要求I所述的轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，采用氩气电离产生的离子对工件表面进行溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠文，唐光泽，马欣新，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：