本發(fā)明屬于材料表面加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種軸承鋼的表面強(qiáng)化處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
在機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，軸承是被廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)零部件，軸承主要用于支撐軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的摩擦，并且保證精度，軸承可以分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，一般包括外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架，多數(shù)的軸承的工作條件比較惡劣，軸承內(nèi)部受到較大的沖擊負(fù)荷，要求軸承心部具有一定的韌性和足夠的強(qiáng)度和硬度。同時(shí)，最關(guān)鍵的是，要求軸承不僅要具有優(yōu)良的表面耐磨性，同時(shí)還要具有高的抗?jié)L動(dòng)接觸疲勞性能。同時(shí)因此除要求表面具有高耐磨性。
傳統(tǒng)所使用的軸承鋼為經(jīng)過(guò)二次淬火和回火處理后獲得馬氏體組織的高鉻鋼，同時(shí)經(jīng)過(guò)滲碳和滲氮處理提高了表面硬度，上述鋼一般能滿(mǎn)足基本需求，但在某些場(chǎng)合，比如高溫環(huán)境下的軍用發(fā)射架，不僅要求軸承具有高的硬度和抗疲勞性能，而且需要其具有良好的耐高溫能力，但現(xiàn)有的軸承鋼往往無(wú)法滿(mǎn)足這一要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種軸承鋼的表面強(qiáng)化處理技術(shù)，采用等離子的方式在滲氮后的軸承鋼表面增加金屬-陶瓷復(fù)合涂層，提高其表面硬度和耐磨性的同時(shí)，也提高了其抗高溫能力。
本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括：
一種軸承鋼的表面強(qiáng)化處理技術(shù)，其特征在于，包括如下步驟：
1)選擇軸承鋼進(jìn)行滲氮處理，使其表面氮含量達(dá)到0.2％-0.4％；
2)涂層粉制備：選擇與軸承鋼表面相同組分的馬氏體鋼，加入WC粉，置于高壓氣霧化制粉裝置的坩堝中，WC粉占馬氏體鋼總重量的12-15％，在真空度為10-4-10-5Pa下，進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，加熱到其熔點(diǎn)100-150℃以上保溫5-10min，此過(guò)程伴隨電磁攪拌以使得WC粉在熔體中混合均勻，隨后熔體進(jìn)入霧化室，對(duì)金屬液的出口處?kù)F化噴嘴噴出高壓氬氣，高壓氬氣對(duì)金屬液滴進(jìn)行碰撞，使其破碎成球形粉末，高壓氬氣壓力為4-6Mpa，隨后經(jīng)旋流沉降進(jìn)入收料管，并進(jìn)行篩分后得到鋼-碳化鎢復(fù)合粉料；
3)對(duì)軸承鋼表面用涂層粉進(jìn)行等離子噴涂，得到帶有涂層的軸承鋼。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：碳化鎢陶瓷材料具有極高的熔點(diǎn)和耐高溫能力，同時(shí)其自身又具有極高的硬度，作為涂層材料可以使軸承鋼兼具耐磨性和耐高溫能力，但金屬-陶瓷界面難以復(fù)合易導(dǎo)致涂層結(jié)合力不強(qiáng)，一直是困擾工程人員的難題，本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)與軸承鋼表面相同組分的涂層基體材料，并添加碳化鎢材料，先采用霧化法制備和具有與軸承鋼表面相同組分基體的金屬-陶瓷復(fù)合材料，隨后對(duì)軸承鋼表面采用等離子噴涂，在噴涂過(guò)程中，涂層再次融化形成包裹碳化鎢的微小液滴，并高速?lài)娚涞捷S承鋼表面后凝固，形成結(jié)合穩(wěn)定牢固的涂層表面。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
一種軸承鋼的表面強(qiáng)化處理技術(shù)，其特征在于，包括如下步驟：
1)選擇軸承鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.32～0.58％，Si：1.05～1.35％，Mn：0.40～0.82％，Cr：7.60～9.23％，Ni：2.10～2.50％，Mo：0.35～0.75％，N：0.10～0.20％，S≦0.005，P≦0.010，其余為Fe。
2)對(duì)所述的軸承鋼進(jìn)行高溫低濃度+低溫低濃度+低溫高濃度滲氮+緩冷的多段滲氮處理，使其表面氮含量達(dá)到0.2％-0.4％。
3)涂層粉制備，選擇與軸承鋼表面相同組分的馬氏體鋼，以及粒度為200-240目的WC粉，置于高壓氣霧化制粉裝置的坩堝中，WC粉占馬氏體鋼總重量的12-15％，在真空度為10-4-10-5Pa下，進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉，加熱到其熔點(diǎn)100-150℃以上保溫5-10min，此過(guò)程伴隨電磁攪拌以使得WC粉在熔體中混合均勻，隨后熔體進(jìn)入霧化室，對(duì)金屬液的出口處?kù)F化噴嘴噴出高壓氬氣，高壓氬氣對(duì)金屬液滴進(jìn)行碰撞，使其破碎成球形粉末，高壓氬氣壓力為4-6Mpa，隨后經(jīng)旋流沉降進(jìn)入收料管，并進(jìn)行篩分后得到鋼-碳化鎢復(fù)合粉料；
4)等離子噴涂，在200-300℃下預(yù)熱經(jīng)過(guò)滲氮處理的軸承鋼，將體積比為85:15的氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w通入噴嘴和電極之間，高頻火花引燃電弧，功率為150-180KW，產(chǎn)生等離子射流，同時(shí)將粒度為140-160目的涂層粉料通過(guò)噴嘴送入等離子射流，噴射到葉片表面形成涂層，涂層厚度為200-250μm。
其中，所述鋼的滲氮工藝為：將軸承鋼進(jìn)行表面鈍化膜處理后放入滲氮爐中，抽真空到10-3Pa通入滲氮?dú)怏w，首先在550℃下，經(jīng)不含有催滲劑的第一管路通入氨氣，氨氣的流量為800ml/min，氨氣分解率為20-30％，保溫6h；隨后在450℃下，經(jīng)第一管路通入氨氣，氨氣的流量為1000ml/min，氨氣分解率為10-15％，保溫6h；隨后450℃下，經(jīng)含有稀土催滲劑的第二管路通入氨氣，氨氣的流量為1800ml/min，氨氣分解率為40-50％，
保溫2h；取出軸承鋼置于緩冷坑中，靜置48-72h。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。