[发明专利]GT35精密装配零件沉积TiN膜层工艺方法

说明书

本发明公开了一种GT35精密装配零件沉积TiN膜层工艺方法,包括以下步骤：a、对GT35材料的粗加工零件进行淬火；b、对淬火后的GT35零件粗加工件进行450±10℃，保温3～4小时的回火处理，之后进行稳定处理，充分消除零件机械加工过程中的应力；c、通过磨、研、抛对GT35零件粗加工件进行继续机械加工，之后进行稳定处理；d、对GT35零件机械精加工，使GT35零件的尺寸满足装配尺寸要求；e、为GT35零件镀TiN膜，镀膜时炉腔温度为200±10℃；f、精研TiN膜。

技术领域

本发明涉及一种GT35零件沉积TiN膜层工艺方法。

背景技术

航天惯性器件中核心零件半球动压马达在装配前要求其球碗零件的工作面上沉积TiN膜层，以提高其与半球零件之间的耐磨性、降低二者旋转摩擦时的摩擦系数并保证膜层结合力良好。为了确保膜层的结合力好且机械性能优良，我们是利用技术先进的真空离子镀技术制备TiN膜层。利用此方法制备性能、质量良好的TiN膜层时一般在沉积前需将基体加热至(300～500)℃为宜，其目的是确保聚集到基体表面的金属钛离子和氮离子有足够的能量成键结合，并且为各种粒子在附着面进行迁移和扩散运动提供了充足的热动力以确保其从各种非稳定状态达到稳定状态，从而在宏观上起到提高膜层性能和质量的作用。然而在半球动压马达装配时又对球碗零件在其止口位置和球面圆度的形位精度要求在1μm和0.3μm以内，这些高精度的尺寸要求不允许球碗零件在较高的温度生产。但是，从前期的膜层制备试验上来看，在80℃以上炉温下进行厚度≥0.5μm的TiN膜层沉积时，一方面其在前期装配配合完成的止口尺寸收缩＞1μm，破坏了装配的过盈配合要求；另一方面在≤100℃的低温下制备的膜层结合力较差≤30N(划痕法测试结果)经过装配前的研磨加工时发现膜层无法满足使用要求。所以在球碗镀膜过程中只是单方面的一味降低膜层沉积温度来制备质量优良的TiN膜层和保证球碗精度是无法完成的。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，提供一种既能防止紧密装配零件变形，又能提高TiN膜的结合力的工艺方法，本发明所采用的技术方案是：

GT35精密装配零件沉积TiN膜层工艺方法,包括以下步骤：

a、对GT35材料的粗加工零件进行淬火；

b、对淬火后的GT35零件粗加工件进行450±10℃，保温3～4小时的回火处理，之后进行稳定处理，充分消除零件机械加工过程中的应力；

c、通过磨、研、抛对GT35零件粗加工件进行继续机械加工，之后进行稳定处理；

d、对GT35零件机械精加工，使GT35零件的尺寸满足装配尺寸要求；

e、为GT35零件镀TiN膜，镀膜时炉腔温度为200±10℃；

f、精研TiN膜。

在步骤e中镀膜厚度在5μm以内。

在步骤f中精研精度达到0.3μm以内圆度要求。

GT35精密装配零件沉积TiN膜层工艺方法,包括以下步骤：

a、对GT35材料的粗加工零件进行淬火；

b、对淬火后的GT35零件粗加工件进行220±10℃，保温1～2小时的回火处理，之后进行稳定处理；

c、通过磨、研、抛对GT35零件粗加工件进行继续机械加工；

d、对GT35零件加工件进行温度为450±10℃，保温时间为3～4小时的真空回火处理，之后稳定处理；

e、对GT35零件机械精加工，使GT35零件的尺寸满足装配尺寸要求；

f、为GT35零件镀TiN膜，镀膜时炉腔温度为200±10℃；

g、精研TiN膜。