[发明专利]9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法

权利要求书

1.9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于它包括：

步骤一、超声清洗：将多个待处理的9Cr18钢制精密轴承分别放入纯度为99.9％以上的丙酮溶液中超声清洗两次，每次超声清洗持续8min～15min；

步骤二、真空处理：将多个处理过的9Cr18钢制精密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；

步骤三、预溅射清洗：对所述9Cr18钢制精密轴承进行预溅射清洗10min～30min，射频功率在0.8kW～2kW之间，电压在500V～700V之间，电流在0.2mA/cm²～0.5mA/cm²之间，调节射频功率，使产生的氩气等离子浓度为1.0×10¹⁰/cm³；

步骤四、氮离子注入：所述9Cr18钢制精密轴承缓慢绕自身轴线匀速旋转的同时，用离子注入机对所述9Cr18钢制精密轴承进行氮离子注入处理，气源采用纯度为99.999％的氮气，氮气气压在0.08Pa～0.2Pa之间，注入电压在30kV～50kV之间，注入剂量在3×10¹⁷ions/cm²～4×10¹⁷ions/cm²之间，在注入过程中注入电流密度控制在2μA/cm²～2.5μA/cm²之间，保证工件温升不超过150℃；

步骤五、银离子注入：保持所述9Cr18钢制精密轴承缓慢绕自身轴线匀速旋转，调节真空室内气体压强至0.1Pa～0.5Pa，在9Cr18钢制精密轴承上施加一个负偏压，注入参数为：注入电压在30kV～50kV之间，注入电流密度在1μA/cm²～3.5μA/cm²之间，以直流磁控溅射银靶提供银离子源，磁控溅射参数为：溅射偏压在200V～400V之间，溅射电流调至80mA～120mA之间持续8min～15min，再将溅射电流调至180mA～220mA之间持续25min～35min，同时保证工件温升不超过150℃；

步骤六、真空室内气压恢复常压，并冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤一中所述的每次超声清洗持续时间为8min。

3.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤一中所述的每次超声清洗持续时间为10min。

4.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤三中对所述9Cr18钢制精密轴承进行预溅射清洗20min，射频功率在1.2kW～1.5kW之间，电压在550V～650V之间。

5.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤三中对所述9Cr18钢制精密轴承进行预溅射清洗30min，射频功率在0.8kW～1.5kW之间，电流为0.25mA/cm²。

6.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤四中氮气气压在0.1Pa～0.18Pa之间，注入电压在35kV～45kV之间，注入剂量在3.3×10¹⁷ions/cm²～3.8×10¹⁷ions/cm²之间。

7.根据权利要求1所述的9Cr18钢制精密轴承表面等离子体基氮离子与银离子注入方法，其特征在于步骤四中氮气气压为0.2Pa，注入电压在40kV～45kV之间，注入剂量在3.5×10¹⁷ions/cm²～3.7×10¹⁷ions/cm²之间，在注入过程中注入电流密度控制在2.2μA/cm²～2.4μA/cm²之间。