[发明专利]一种大尺寸复杂结构滚子轴承套圈内引导面均匀沉积TiN涂层的方法

说明书

一种大尺寸复杂结构滚子轴承套圈内引导面均匀沉积TiN涂层的方法，涉及一种轴承套圈内引导面沉积涂层的方法。目的是解决轴承套圈进行沉积TiN时非引导面的防护不充分、沉积速度低和均匀性差的问题。方法：屏蔽机构对轴承套圈内表面、轴承套圈端面和外表面进行屏蔽，将屏蔽后的轴承套圈安装在倾斜回转机构上；在多弧真空离子镀膜机中安装轴承套圈回转屏蔽系统，将两个多弧靶材安装在轴承套圈回转屏蔽系统两侧，然后依次进行检测漏率、抽真空与预加热、溅射清洗、多弧离子镀TiN和冷却降温。本发明提高了多弧靶的利用率和沉积速率，沉积厚度均匀性得到提高。本发明适用于轴承套圈内引导面沉积TiN涂层。

技术领域

本发明涉及一种轴承套圈内引导面沉积涂层的方法。

背景技术

复杂结构航空发动机和燃机的主轴轴承的dn值较高，为了提高韧性一般采用渗碳轴 承钢制造，例如目前典型的材料：G13Cr4Mo4Ni4V。G13Cr4Mo4Ni4V的碳含量较低，虽 然经过表面渗碳，但由于不存在大尺寸的初生碳化物，因此抵抗外来硬质颗粒的磨损能力 较差。在轴承工作过程中，外来的硬质颗粒会镶嵌在保持架的银层上，对引导面形成磨损， 严重时几个小时就会使引导面损坏，从而引发轴承损坏，形成大的事故隐患。为了提高引 导面的耐磨性能，采用在引导面沉积硬质涂层能够达到防止引导面磨损的目的。

发明专利CN105274480A公开了在轴承引导面上沉积TiN的技术方法，沉积过程中采用了对非引导面部位进行屏蔽的手段，实现了沉积TiN并成功避免了轴承引导面磨损 问题。但是该专利无法解决较大尺寸复杂结构套圈滚子轴承外圈内引导面的TiN沉积， 原因是：

第一，大尺寸复杂结构套圈滚子轴承套圈的结构示意图如图1和图2所示，材质为G13Cr4Mo4Ni4V，非引导面的防护是需要解决的问题，非引导面的防护不充分：该轴承 的引导面是图1中滚道上下两侧的环带，即两个挡边的内圆周面，A面为上引导面，B面 为下引导面，除了这两个环带需要沉积TiN以外，其他所有表面都需要屏蔽，尤其是滚 道部分，滚道的底面和两个侧面都需要的防护。

第二，由于大尺寸复杂结构滚子轴承的套圈尺寸大，因此易受到空间尺寸的限制，多 弧靶提供的活性离子到达引导面的数量受到传送距离的限制使得沉积速度明显降低。

第三，上、下引导面处于圆筒形工件内表面，由于为内孔沉积，且距上端面距离差别 较大，深度方向沉积均匀性受到影响，涂层沉积的厚度差较大，难以满足深度方向均匀性 的要求。

发明内容

本发明为了解决现有大尺寸复杂结构套圈滚子轴承套圈进行沉积TiN时非引导面的 防护不充分、沉积速度低和均匀性差的问题，提出一种大尺寸复杂结构滚子轴承套圈内引 导面均匀沉积TiN涂层的方法。

本发明大尺寸复杂结构滚子轴承套圈内引导面均匀沉积TiN涂层的方法按照以下步 骤进行：

一、首先利用轴承套圈回转屏蔽系统中的屏蔽机构对轴承套圈进行屏蔽，屏蔽对象包 括滚道内表面、轴承套圈端面和外表面；然后将屏蔽后的轴承套圈安装在倾斜回转机构上；

所述轴承套圈回转屏蔽系统由屏蔽机构和倾斜回转机构构成；所述屏蔽机构由设置在 轴承套圈的沟道内用以屏蔽沟道内表面的挡圈、以及用以屏蔽轴承套圈端面和外表面的屏 蔽套构成；所述屏蔽套由上屏蔽套和下屏蔽套组合构成；

二、在多弧真空离子镀膜机中，将轴承套圈回转屏蔽系统安装在真空室内，再将两个 多弧靶材安装在轴承套圈回转屏蔽系统两侧，且两个多弧靶材与轴承套圈回转屏蔽系统的 距离相等；将两个百叶窗分别放置到多弧靶材与轴承套圈回转屏蔽系统之间，检测真空室 的系统漏率，要求真空室的系统漏率低于0.002Pa·L/s；

所述多弧靶材为Ti靶，Ti靶的纯度为99.99％；所述百叶窗的叶片与多弧靶材的表面夹角为30°～60°；所述百叶窗与多弧靶材的距离为50mm～200mm；所述轴承套圈回转屏蔽系统与百叶窗的距离为100mm～200mm；