[发明专利]一种精密轴承用滚珠微弧离子镀碳基薄膜的装置及方法

权利要求书

1.一种精密轴承用滚珠微弧离子镀碳基薄膜装置，包括底座、拉簧、转轴、滚轮轴、滚轮和托盘，在所述底座上设有竖向放置的转轴，在所述转轴的上方设有放置轴承钢球的托盘，在所述托盘与转轴之间设有支撑钢球，在所述托盘与底座之间设有四根拉簧，在所述转轴的上部设有滚轮轴，在所述滚轮轴的自由端设有滚轮，所述滚轮外壁与托盘的底部接触并使得托盘倾斜设置，其特征是，在所述托盘顶部凹槽内均匀设置有若干固定柱，且所述托盘顶部凹槽为研磨镜面，所述固定柱的直径为2mm，高度为5mm，所述托盘顶部的表面粗糙度不大于0.01。

2.一种利用如权利要求1所述的精密轴承用滚珠微弧离子镀碳基薄膜的装置进行密轴承用滚珠微弧离子镀碳基薄膜的方法，其特征是，包括以下步骤，

(1)滚珠预处理

①先后使用酒精和丙酮对滚珠表面进行清洗，且清洗时间均为10min；

②对经过步骤①处理后的滚珠进行干燥处理，得到干燥、无油、无蜡的干净滚珠；

(2)滚珠镀膜前期准备

①将干净的滚珠放入滚珠托盘中，将如权利要求1所述的精密轴承用滚珠微弧离子镀碳基薄膜装置放入磁控溅射离子镀真空腔中，并保证滚珠托盘平面与靶材中心位置垂直、滚珠能在滚珠托盘中正常运动；

②关闭真空腔腔门，对真空腔进行抽真空处理，直至真空腔气压达到6.0×10^-2～6.0×10^-3Pa；

(3)溅射清洗

①向真空腔中通入氩气8～80sccm，保持此时的工作气压为0.1～0.8Pa；

②在纯铬靶上施加0.02～0.5A的电流，在滚珠上施加300～500V的负偏压，脉冲宽度0.2～5μs，脉冲频率50～300KHz；对滚珠进行溅射清洗，溅射清洗时间为4～50min；

(4)沉积纯铬打底层

①保持真空腔中Ar流量，并保持真空腔中的工作气压为0.1～0.9Pa；

②将纯铬靶上电流调节至0.2～10A，同时将滚珠上的负偏压调节至0～150V，脉冲宽度为0.2～5μs、脉冲频率为50～300KHz，进行沉积纯铬打底层，且时间为1～20min；

(5)沉积过渡层

①保持真空腔中Ar流量，并保持真空腔中的工作气压为0.1～0.9Pa；

②将纯铬靶上电流缓慢调节至0.02～2A，同时将石墨靶电流调节至0.8～5A，将施加在滚珠上的负偏压调节至0～150V，脉冲宽度为0.2～5μs、脉冲频率为50～300KHz，进行沉积过渡层处理，且时间为5～60min；

(6)沉积碳基工作层

①保持真空腔中的Ar流量，并保持真空腔中的工作气压为0.1～0.9Pa；

②保持纯铬靶和石墨靶上的电流分别与步骤(5)中的电流值相等，将施加在滚珠上的负偏压调节至0～120V，脉冲宽度为0.2～5μs、脉冲频率为50～300KHz，进行沉积碳基工作层，且时间为60～280min。