[发明专利]用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的方法

说明书

技术领域

本发明属于光轴加工技术领域，具体而言，涉及一种用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的方法。

背景技术

光轴包括普通光轴，镀铬光轴，镀铬软轴，不锈钢轴，镀铬空心轴。光轴在使用过程中，会与光轴或非光轴接触,由于摩擦而引起其表面磨损；由于与四周介质接触时发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。光轴遭到腐蚀和磨损后,影响设备的传动性能和精度，严重制约设备的稳定性。因此，人们不断地研究光轴的失效机理并采取相应的防范措施。

目前，提高光轴性能的方法主要有：采用不锈钢制造光轴，但价格较高，并且耐磨性不够；或者在光轴表面镀铬，但镀铬一方面产生重金属铬和镀铬零部件在使用过程中会二次产生重金属铬，铬被人体吸收后具有致癌和诱发基因突变的危险；另一方面镀铬工艺本身在性能上也存在一些局限性；再有欧美国家严厉禁止进口我国镀铬的相关产品。所以，目前在对于提高光轴的性能方面，尤其对于提高光轴的耐蚀性方面还存在很大的研究空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的方法。

本发明是这样实现的,用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的方法，包括以下步骤:

(1)将光轴放入空气加热炉，在300-450℃下，预热20-40min；

(2)将预热后的光轴放入氮碳镧离子渗入炉，在550-630℃下经氮碳镧离子渗剂渗入处理90-150min；

(3)接着放入离子活化炉，在450-550℃下经离子活化渗剂渗入处理30-90min；

(4)再放入氧离子渗入炉，在370-430℃下经氧离子渗剂渗入处理15-30min；

(5)将光轴表面的渗剂清洗干净后并干燥处理；

(6)放入盛装离子稳定剂的离子稳定化炉，在120-200℃下进行离子稳定化处理20-50min；

(7)将处理后的光轴浸油处理。

本发明中，光轴基体表面经氮碳镧离子渗剂处理，氮碳镧离子渗剂中的离子在光轴基体表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的固溶体组成，具有高耐磨和高耐蚀的特性。之后，经活化离子渗剂进一步渗入并向基体方向扩散，再次完成扩散以及吸附过程，调整金属元素的氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高光轴基体的抗疲劳性能。最后，通过氧离子渗剂渗入处理，残留于光轴表面的离子活化渗剂与氧离子渗剂反应、形成的渗层为一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中，另一部分氧在表面形成金属氧化层，从而进一步提高光轴的耐蚀性能。最后通过离子稳定化处理进一步提高渗层的稳定性和致密性。

本发明通过将非金属元素和微量金属元素渗入进光轴基体的表面中，在光轴基体的表面形成复合化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了光轴的耐磨性和耐蚀性，并且对环境没有污染。

本发明所用渗剂中有益活性离子稳定性好，随着所述光轴制备方法的进行，活性离子浓度的下降呈现一定规律，通过化学分析检测手段对离子浓度进行分析，能定量调节渗剂中活性离子的浓度，同时通过改变渗入温度和渗入时间，可有效控制复合渗层中物相的比例，并得到预期的渗层厚度。

优选地，步骤(1)中，将所述光轴进行预热之前，还包括将所述光轴的表面清洗干净；

所述光轴在400-450℃下预热30-35min。

优选地，步骤(2)中，所述氮碳镧离子渗剂按重量百分比计，由以下组分混合制成：

Na₂CO₃10％-15％，K₂CO₃10％-20％，NaCNO55％-65％，CeCO₃l％-3％，Li₂CO₃5％-10％，La₂CO₃0.03-1％；

将预热后的所述光轴经氮碳镧离子渗剂渗入处理的温度为590-630℃，时间为80-100min。

优选地，步骤(2)中，所述氮碳镧离子渗剂按重量百分比计，由以下组分混合制成：

Na₂CO₃10％-13％，K₂CO₃13％-18％，NaCNO55％-60％，CeCO₃l％-3％，Li₂CO₃5％-8％，La₂CO₃0.03-0.08％。