[发明专利]一种数控机床金属轴承表面强化处理工艺

说明书

本发明提出了一种数控机床金属轴承表面强化处理工艺，步骤包括：表面清洗活化：将金属轴承置于磷酸缓冲溶液中，浸泡20‑30min，然后向其中加入清洗活化剂，超声处理5‑10min；氮碳共渗：将金属轴承置于氮化炉中，通入氨气，在565±2℃条件下处理2.2‑2.4h；复合金属喷涂：采用等离子束熔覆将复合金属粉末涂覆在金属轴承外层即可；本发明通过对金属轴承表层进行多次强化处理，具有优良的机械性能，强韧性、耐磨性具有显著的提升，且通过选取合适的原料配比，涂覆层与基体间以及涂覆层之间结合力强，磨损剥离率低，使用寿命延长了2倍以上。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种数控机床金属轴承表面强化处理工艺。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承在机械领域运用广泛，轴承制造常用的材料有软基体硬质点轴承合金以及硬基体软质点轴承合金。由于硬基体软质点轴承合金制造的轴承具有较强的承载能力，而被大量使用，但其内表面因与滚珠长时间的滚动摩擦而易造成疲劳失效，因此需要对轴承进行强化处理。

目前，工程材料的主要失效形式是表面失效，包括磨损、腐蚀、表面损伤等，而一般疲劳断裂失效也是从表面开始。要使材料的里外都具有抵抗表面失效的能力，既给制造过程增加了技术难度，也不经济。在材料本体保持原有的性能下，通过表面处理来抵抗其失效，具有积极的经济意义。因此，为了提高轴承的性能和使用寿命，对其进行表面处理具有积极意义。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种数控机床金属轴承表面强化处理工艺，通过对金属轴承表层进行多次强化处理，使其具有优良的机械性能，强韧性、耐磨性具有显著的提升，且通过选取合适的原料配比，涂覆层与基体间以及涂覆层之间结合力强，磨损剥离率低，使用寿命延长了2倍以上。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种数控机床金属轴承表面强化处理工艺，步骤如下：

1)表面清洗活化：将金属轴承置于磷酸缓冲溶液中，浸泡20-30min，然后向其中加入清洗活化剂，超声处理5-10min；

2)氮碳共渗：将金属轴承置于氮化炉中，通入氨气，在565±2℃条件下处理2.2-2.4h；

3)复合金属喷涂：采用等离子束熔覆将复合金属粉末涂覆在金属轴承外层即可。

优选的，所述磷酸缓冲溶液由0.2M磷酸二氢钠和0.2M磷酸氢二钠组成，其中磷酸二氢钠体积百分数为92-94％，磷酸氢二钠体积百分数为6-8％。

优选的，所述清洗活化剂包括以下质量百分比组分：烷醇酰胺5-20％、8-羟基喹啉铝3-12％、水性气相白炭黑4-8％、对甲苯磺酸5-15％、乙醇水溶液余量。

优选的，所述清洗活化剂添加量为磷酸缓冲溶液的40-60％，乙醇水溶液中乙醇体积百分数为60-80％。

优选的，超声处理频率为45KHz，时间为8-15min。

优选的，氮碳共渗中炉内压为550-600Pa，供氨量为2.5-3m³/h，渗层厚度为0.38-0.5mm。

优选的，所述复合金属粉末包括氮化锆粉、氮化硼粉、氮化铈粉和镍粉。

优选的，所述复合金属粉还包括硅微粉。

优选的，所述复合金属粉末中各组分质量百分含量为：氮化锆粉5-20％、氮化硼粉5-20％、氮化铈粉5-10％、硅微粉0-20％和镍粉余量。