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专利摘要

本发明公开了一种M50轴承钢的离子束及深冷复合强化方法。所述深冷复合强化方法包括如下步骤：(1)采用低能大束流气体离子对轴承钢进行真空热处理；(2)采用液氮对经步骤(1)处理后的所述轴承钢进行深冷强化处理；(3)采用气体离子束对经步骤(2)处理后的所述轴承钢进行清洗；(4)采用离子注入方法，向经步骤(3)处理后的所述轴承钢的表面交替注入气体离子和金属离子，至此即实现对所述轴承钢的强化。本发明采用热、冷处理结合离子注入强化技术大幅度提高了M50轴承钢材料的离子注入层深度和次深表层强化深度，提升其摩擦磨损、抗疲劳性能，形成强韧一体化材料改性层。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201710532690.9
申请日期:
2017-07-03
专利申请人:
清华大学
分类号:
C23C14/48 ; C21D1/38 ; C21D1/773 ; C21D6/04 ; C23C14/02
发明/设计人:
金杰，邵天敏
权利要求: 1.一种轴承钢的强化方法，包括如下步骤：(1)采用低能大束流气体离子对轴承钢进行真空热处理；(2)采用液氮对经步骤(1)处理后的所述轴承钢进行深冷强化处理；(3)采用气体离子束对经步骤(2)处理后的所述轴承钢进行清洗；(4)采用离子注入方法，向经步骤(3)处理后的所述轴承钢的表面交替注入气体离子和金属离子，至此即实现对所述轴承钢的强化。2.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于：所述轴承钢为M50轴承钢。3.根据权利要求1或2所述的强化方法，其特征在于：步骤(1)、步骤(3)和步骤(4)均在真空度为1.8×10-4Pa～3.0×10-2Pa的条件下进行。4.根据权利要求1-3中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(1)中，所述真空热处理的条件如下：所述低能大束流气体离子采用的离子源为氩气或氮气；轰击电压为0.1～1kV；轰击束流为50～100mA；时间为1～3小时。5.根据权利要求1-4中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(1)中，所述真空热处理的同时，向所述轴承钢施加正偏压或负偏压。6.根据权利要求1-5中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(2)中，所述深冷强化处理的时间为10～20小时；所述深冷强化处理之前，还包括对所述轴承钢进行保温的步骤。7.根据权利要求1-6中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(3)中，所述气体离子束采用氩气源；所述气体离子束的引出电压为1～2kV；所述清洗的时间为10～20分钟。8.根据权利要求1-7中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(4)中，所述气体离子为氮离子；注入所述气体离子的条件如下：注入能量为70KeV～100KeV；注入剂量为1.0×1017ions/cm2～3.0×1017ions/cm2；所述金属离子为锆离子、钛离子、钽离子、铬离子或钼离子；注入所述金属离子的条件如下：注入能量为40KeV～50KeV；注入剂量为1.2×1017ions/cm2～4.5×1017ions/cm2。9.根据权利要求1-8中任一项所述的强化方法，其特征在于：步骤(1)之前，所述方法还包括对所述轴承钢依次进行如下处理的步骤：去油脂步骤、去锈点步骤、去杂质步骤、去有机物残留步骤和超声清洗。10.权利要求1-9中任一项所述强化方法得到的复合强化轴承钢。