一種軸承外圈滾道強化處理裝置及處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸承外圈滾道強化處理裝置及處理方法，屬于軸承強化處理生產設備及其制造領域。
【背景技術】
[0002]我國是軸承生產大國、軸承出口數量占世界首位，但國產軸承大多為中、低檔軸承，附加值較低，加上企業(yè)之間的無序競爭，利潤率非常低；然而我國軍工企業(yè)、航空、航天等高新技術與科學研究、原子能發(fā)電站、高速列車等等行業(yè)急需要的長壽命高端軸承、特種軸承大多需要進口。
[0003]由于國產軸承鋼冶金質量和國外軸承鋼差距較大，以及由于國產軸承在設計、制造、潤滑、裝配等方面與國外的差距，使國產軸承與國外軸承相比，其抗磨損、抗腐蝕、抗疲勞性能較差，使用壽命較低。
[0004]等離子體浸泡式離子注入工藝不存在類似薄膜的剝落問題，可以精確控制注入離子數量，其控制方法是檢測注入電荷的數量和能量，能保持試樣表面粗糙度，不影響尺寸精度。
[0005]由于離子注入工藝特點很適用軸承的表面改性處理，它不用改變軸承的材料、設計和機械加工工藝就可達到軸承延長的目的。
[0006]等離子體浸泡式離子注入(PIII)是一種新穎離子注入技術，它消除了束線離子注入技術固有的直射性限制，設備較簡單、投資費用較低、但只能小批量處理零件，得不到了迅速發(fā)展。

【發(fā)明內容】

[0007]為克服上述不足，本發(fā)明目的是提供一種結構簡單的可對軸承外圈滾道進行強化處理的裝置及處理方法。
[0008]本發(fā)明的方案如下:一種軸承外圈滾道強化處理裝置，包括真空處理室、高真空抽氣系統(tǒng)、高壓靶臺、等離子體產生器、離子加速組件和供氣系統(tǒng)；
所述的真空處理室包括鐘罩、底板，所述的鐘罩置于底板上方；
所述的高真空抽氣系統(tǒng)包括渦輪分子栗和旋片式真空栗，所述的真空栗與渦輪分子栗連接，所述的渦輪分子栗吸入口穿過底板與真空處理室連通；
所述的的高壓靶臺包括靶臺圓盤和絕緣支撐座，所述的支撐座一端固定在底板上，另一端固定在革G臺圓盤底部將其支撐固定；
所述的等離子體產生器包括射頻電源、中心電極和柵網電極；所述的底板上設置若干組軸承外圈冷卻套，所述的軸承外圈冷卻套內設置柵網，所述的柵網內設置中空管；所述的中空管穿過靶臺圓盤和底板，所述的柵網穿過靶臺圓盤并與底板連接；所述的射頻電源一端連接底板，間接與柵網連接形成柵網電極，另一端與管壁上設有若干孔的中空管相連形成中心電極； 所述的離子加速組件包括大功率高壓脈沖電源和靶臺電極，固定在靶臺圓盤下端的靶臺電極穿過底板與大功率高壓脈沖電源連接，大功率高壓脈沖電源另一端與底板連接并接地。
[0009]進一步，所述的供氣系統(tǒng)包括鋼瓶、氣體質量流量計、電磁閥和混氣室，所述的若干個氣體質量流量計兩端分別連接電磁閥，兩端的電磁閥分別與鋼瓶、混氣室連接；所述的混氣室與真空處理室內的中心電極連接。
[0010]進一步，所述的真空處理室還包括視窗和鉛皮罩，所述的鉛皮罩置于鐘罩外且將鐘罩包圍；所述的視窗穿過鉛皮罩及鐘罩。
[0011]進一步，所述的鐘罩外設置半幅式水道冷卻管。
[0012]進一步，所述的底板上設置有冷卻進油口、冷卻出油口與冷卻套連通。
[0013]一種軸承外圈滾道強化處理裝置的處理方法為:
a、將經超聲波清洗過的軸承外圈放入冷卻套內，軸承外圈內為柵網電極和中心電極；
b、啟動旋片式真空栗，將真空處理室內的大氣狀態(tài)抽到30Pa，渦輪分子栗開始工作，將真空處理室內的真空度控制到(2-3) XlO4 Pa;
C、將鋼瓶內的氣體按所需比例送入混氣室，經混合后再送入中心電極；通過中心電極上的孔向軸承外圈內側送入混合氣體；
d、射頻電源建立射頻放電氮、碳、氬等離子體，真空處理室內自由電子充分吸收射頻電場的能量，激勵起射頻放電氮、碳、氬等離子體；
e、啟動冷卻；
f、大功率高壓脈沖電源啟動，用于對被處理軸承外圈提供負高壓脈沖偏壓，以實施離子注入或薄膜沉積處理；
f、啟動減速電機，主動齒輪帶動傳動軸進而帶動撥盤旋轉，鋼球在靶臺圓盤上緩慢滾動，鋼球表面獲得較均勻的注入劑量；
g、真空室恢復常壓、冷卻。
[0014]本發(fā)明通過真空處理室、高真空抽氣系統(tǒng)、高壓靶臺、等離子體產生器、離子加速組件和供氣系統(tǒng)的配合，形成一套完整的離子注入處理設備。射頻電源建立射頻放電氮、碳、氬等離子體，大功率高壓脈沖電源對被處理鋼球提供負高壓脈沖偏壓，以實施離子注入或薄膜沉積處理。軸承外圈套在柵網電極及中心電極上，使得軸承外外圈的滾道獲得較均勻的注入劑量；強化處理效果更好。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明冷卻連接套內的結構示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明軸承外圈與射頻電源、大功率高壓脈沖電源之間的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0019]一種軸承外圈滾道強化處理裝置，包括真空處理室、高真空抽氣系統(tǒng)、高壓靶臺、等離子體產生器、離子加速組件和供氣系統(tǒng)。
[0020]真空處理室包括鐘罩1、底板2，鐘罩I置于底板2上方；本發(fā)明設置有鉛皮罩28置于鐘罩外且將鐘罩包圍；視窗29穿過鉛皮罩及鐘罩。在設備運行過程中同時會產生軟X射線及RF電磁輻射，他們均對人體有損傷作用，必需適當防護。在設備中，由于注入電壓不太高，僅為20-35kV，因此由離子轟擊零件表面所撞擊出的二次電子能量不是很高，器壁產生的軟X射線也不會太強，但仍然可能傷害工作人員的健康。用3_厚的高純防護鉛皮嚴密包裹真空處理處理室外表面，可有效地屏蔽所產生的軟X射線，使真空處理室外泄漏的軟X射線劑量遠低于非放射性工作者允許的最低劑量。
[0021]高真空抽氣系統(tǒng)包括渦輪分子栗10和旋片式真空栗11，真空栗11與渦輪分子栗10連接，渦輪分子栗10吸入口穿過底板2與真空處理室連通。
[0022]高壓靶臺包括靶臺圓盤31和絕緣支撐座30，支撐座30 —端固定在底板2上，另一端固定在革G臺圓盤31底部將其支撐固定。
[0023]等離子體產生器包括射頻電源12、中心電極和柵網電極；底板2上設置若干組軸承外圈冷卻套6，軸承外圈冷卻套6內徑向設置柵網3，柵網3內徑向設置中空管4，中空管4上端封閉；中空管4穿過靶臺圓盤31和底板2，柵網3穿過靶臺圓盤31并與底板連接；射頻電源12