[发明专利]一种轴承钢表面Ta薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种轴承钢表面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。

2.根据权利要求1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，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≤0.1075μm。

3.根据权利要求1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1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≤2×10^-3Pa，真空室的漏气率≤0.05Pa·L/s。

5.根据权利要求1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清洗，气压为0.2～0.3Pa，工件偏压为-600～750V，清洗时间为30～40分钟。

6.根据权利要求1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（3）中，采用氩气电离产生的离子对Ta表面进行溅射清洗，磁控电流为300～400mA，清洗电流为300～400mA，溅射气压为0.8～1Pa，清洗时间为12～17分钟。

7.根据权利要求1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（3）中，工件表面沉积金属Ta薄膜时，磁控电流为300～400mA，溅射电流为100～200mA，工件偏压-200～-220V，薄膜的厚度为80～100nm。

8.根据权利要求1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）和步骤（4）中，非金属离子注入电压为50～70kV，注入电流为8～11mA，注入剂量1×10¹⁷～5×10¹⁷ions/cm²。

9.根据权利要求1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）中的非金属离子为氮离子，所述步骤（4）中的非金属离子为氮离子或碳离子。

10.根据权利要求1所述的轴承钢表面Ta基薄膜的制备方法，其特征在于：所述轴承钢为GCr15钢。