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专利摘要

本发明公开了处理M50轴承钢的方法、强化M50轴承钢以及轴承，该方法包括：(1)采用低能气体离子束对M50轴承钢清洗；(2)采用高能离子束在步骤(1)得到M50轴承钢表面注入第一稀土元素；(3)采用高能离子束在步骤(2)得到M50轴承钢表面注入碳和氮元素中的至少之一；(4)采用高能离子束在步骤(3)得到M50轴承钢表面注入第二稀土元素；(5)采用低能大束流离子对步骤(4)得到M50轴承钢进行轰击处理；(6)采用高能离子束在步骤(5)得到M50轴承钢表面交替注入金属离子和气体离子；(7)在气体保护下对步骤(6)得到M50轴承钢进行冷却处理，得到强化M50轴承钢。该方法可以大幅度提高M50轴承钢材料的摩擦磨损、抗疲劳、耐腐蚀等综合性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201610921253.1
申请日期:
2016-10-21
专利申请人:
清华大学
分类号:
C23C12/00
发明/设计人:
金杰，邵天敏
权利要求: 1.一种处理M50轴承钢的方法，其特征在于，包括：(1)采用低能气体离子束对所述M50轴承钢进行清洗；(2)采用高能离子束在步骤(1)得到的M50轴承钢表面注入第一稀土元素；(3)采用高能离子束在步骤(2)得到的M50轴承钢表面注入碳和氮元素中的至少之一；(4)采用高能离子束在步骤(3)得到的M50轴承钢表面注入第二稀土元素；(5)采用低能大束流离子对步骤(4)得到的M50轴承钢进行轰击处理；(6)采用高能离子束在步骤(5)得到的M50轴承钢表面交替注入金属离子和气体离子；(7)在气体保护下对步骤(6)得到的M50轴承钢进行冷却处理，以便得到强化M50轴承钢，其中，在步骤(6)中，所述气体离子为氮离子，注入气体离子过程采用纯度为99.99％的氮气源，注入能量为70KeV～100KeV，注入剂量为1.0×1017ions/cm2～4.0×1017ions/cm2，所述金属离子为锆离子、钛离子、钽离子、铬离子或钼离子，注入金属离子采用纯度为99.98％的金属靶材，注入能量为50KeV～80KeV，注入剂量为1.2×1017ions/cm2～4.5×1017ions/cm2；在步骤(7)中，所述气体为高纯氮气或高纯氩气，所述冷却处理的时间为1～3小时。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)～步骤(7)是采用一体化离子注入复合设备进行的，并且是在真空度为3.0×10-4Pa～1.8×10-3Pa条件下进行的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述低能气体离子束采用纯度为99.99％的氩气源，离子束的引出电压为1～2kV，离子束清洗时间为20～30分钟。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)、(3)(4)中，所述高能离子束的注入能量分别独立地为70KeV～100KeV。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)和步骤(4)中，所述第一稀土元素和第二稀土元素分别独立地为钇、铈或镧。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(2)和步骤(4)中，所述第一稀土元素和所述第二稀土元素的注入剂量分别独立地为0.5×1017ions/cm2。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述采用低能大束流离子对步骤(4)得到的M50轴承钢进行轰击处理的同时在所述步骤(4)得到的M50轴承钢上加正偏压或负偏压，轰击处理时间为1～3小时。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在采用低能气体离子束对M50轴承钢进行清洗之前，预先对所述M50轴承钢表面进行去油脂、去锈点、去杂质、去有机物残留、超声清洗。9.一种强化M50轴承钢，其特征在于，所述强化M50轴承钢是采用权利要求1～8中任一项所述的方法制备得到的。10.一种轴承，其特征在于，所述轴承是采用权利要求9所述的强化M50轴承钢制备得到的。