一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，屬于軸承鋼球表面強(qiáng)化處理生產(chǎn)設(shè)備及其制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是軸承生產(chǎn)大國、軸承出口數(shù)量占世界首位，但國產(chǎn)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(jìng)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(shù)與科學(xué)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(jìn)口。
[0003]由于國產(chǎn)軸承鋼冶金質(zhì)量和國外軸承鋼差距較大，以及由于國產(chǎn)軸承在設(shè)計(jì)、制造、潤滑、裝配等方面與國外的差距，使國產(chǎn)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(shù)量，其控制方法是檢測(cè)注入電荷的數(shù)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(diǎn)很適用軸承的表面改性處理，它不用改變軸承的材料、設(shè)計(jì)和機(jī)械加工工藝就可達(dá)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(shù)，它消除了束線離子注入技術(shù)固有的直射性限制，設(shè)備較簡單、投資費(fèi)用較低、但只能小批量處理零件，得不到了迅速發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型目的是提供一種可對(duì)軸承鋼球進(jìn)行等離子體注入的強(qiáng)化處理裝置
[0008]本實(shí)用新型的方案如下:一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，包括真空處理室、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(tǒng)；
[0009]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；
[0010]所述的高壓靶臺(tái)包括靶臺(tái)圓盤和絕緣支座，所述的絕緣支座一端固定在底板上，另一端固定在革G臺(tái)圓盤底部將其支撐固定；
[0011]所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)軸和撥盤；傳動(dòng)軸一端穿過靶臺(tái)圓盤連接撥盤，另一端與穿過底板與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述的撥盤上設(shè)置若干個(gè)鋼球孔；
[0012]所述的等離子體產(chǎn)生器包括射頻電源和條態(tài)弧形電極，射頻電源一端與設(shè)置于真空處理室內(nèi)的條態(tài)弧形電極連接，另一端與鐘罩連接；
[0013]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；
[0014]所述的供氣系統(tǒng)包括鋼瓶、氣體質(zhì)量流量計(jì)、電磁閥、混氣室和布?xì)夤?，所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)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(nèi)的布?xì)夤苓B接；
[0015]所述的大功率高壓脈沖電源負(fù)極與靶臺(tái)圓盤連接，正極與底板連接并接地。
[0016]所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)、主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，減速電機(jī)與主動(dòng)齒輪連接，主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪配合，所述的被動(dòng)齒輪套接在傳動(dòng)軸上。
[0017]進(jìn)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。
[0018]進(jìn)一步，所述的鐘罩外設(shè)置半幅式水道冷卻管；所述的靶臺(tái)圓盤下設(shè)置半幅式油道冷卻管。
[0019]進(jìn)一步，所述的半幅式油道冷卻管內(nèi)用變壓器油為冷卻煤。
[0020]進(jìn)一步，所述的的布?xì)夤鼙谏暇捶植既舾蓚€(gè)通孔。
[0021]本實(shí)用新型通過真空處理室、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(tǒng)的配合，形成一套完整的離子注入處理設(shè)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(duì)被處理鋼球提供負(fù)高壓脈沖偏壓，以實(shí)施離子注入或薄膜沉積處理。鋼球在靶臺(tái)圓盤上緩慢滾動(dòng)，使得鋼球表面獲得較均勻的注入劑量；強(qiáng)化處理效果更好。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0024]一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，包括真空處理室、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(tǒng)。真空處理室包括鐘罩
1、底板2，鐘罩1置于底板2上方。高壓靶臺(tái)包括靶臺(tái)圓盤8和絕緣支座6，絕緣支座6 —端固定在底板2上，另一端固定在靶臺(tái)圓盤底8部將其支撐固定。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)軸13和撥盤9 ;傳動(dòng)軸13 —端穿過靶臺(tái)圓盤8連接撥盤9，另一端與穿過底板2與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；傳動(dòng)軸與底板間通過高真空磁密封件37密封，撥盤9上設(shè)置若干個(gè)鋼球孔。等離子體產(chǎn)生器包括射頻電源32和條態(tài)弧形電極3，射頻電源32 —端與設(shè)置于真空處理室內(nèi)的條態(tài)弧形電極3連接，另一端與鐘罩1連接；條態(tài)弧形電極3通過電極絕緣注固定在鐘罩1內(nèi)壁頂面上。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。
[0025]供氣系統(tǒng)根據(jù)處理工藝需要應(yīng)向真空處理室輸入由不同流量、不同種類的工作氣體和反應(yīng)氣體組成的混合氣體，氣體種類有高純度Ar、N2和C2H2 (乙炔)等。供氣系統(tǒng)包括鋼瓶20、24、28，氣體質(zhì)量流量計(jì)18、22、26，電磁閥17、19、21、23、25、27，混氣室16和布?xì)夤?，氣體質(zhì)量流量計(jì)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；混氣室與真空處理室內(nèi)的布?xì)夤苓B接，布?xì)夤鼙谏暇鶆蚍植既舾蓚€(gè)通孔。
[0026]大功率高壓脈沖電源33由高壓直流電源和脈沖調(diào)制器組成，脈沖調(diào)制器是高壓脈沖電源的核心，用于對(duì)被處理零件提供負(fù)高壓脈沖偏壓，以對(duì)零件實(shí)施離子注入或薄膜沉積處理。大功率高壓脈沖電源負(fù)極與靶臺(tái)圓盤8連接，正極與底板2連接并接地。
[0027]本實(shí)用新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)14、主動(dòng)齒輪15和被動(dòng)齒輪12，減速電機(jī)14與主動(dòng)齒輪15連接，主動(dòng)齒輪15與被動(dòng)齒輪12配合，被動(dòng)齒輪12套接在傳動(dòng)軸13上，傳動(dòng)軸13中部有傳動(dòng)軸絕緣層38。
[0028]本實(shí)用新型真空處理室還包括視窗31和鉛皮罩30，鉛皮罩置于鐘罩外且將鐘罩1包圍；視窗31穿過鉛皮罩30及鐘罩1。在設(shè)備運(yùn)行過程中同時(shí)會(huì)產(chǎn)生軟X射線及RF電磁輻射，他們均對(duì)人體有損傷作用，必需適當(dāng)防護(hù)。在設(shè)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(chǎn)生的軟X射線也不會(huì)太強(qiáng)，但仍然可能傷害工作人員的健康。用3_厚的高純防護(hù)鉛皮嚴(yán)密包裹真空處理處理室外表面，可有效地屏蔽所產(chǎn)生的軟X射線，使真空處理室外泄漏的軟X射線劑量遠(yuǎn)低于非放射性工作者允許的最低劑量。
[0029]鐘罩1外及靶臺(tái)圓盤8下分別設(shè)置半幅式水道冷卻管29、靶臺(tái)半幅式油冷卻管7。靶臺(tái)半幅式油冷卻管7通過管路分別與設(shè)置在底板上的冷卻油進(jìn)管穿壁器40、冷卻油出管穿壁器41連接。脈沖高壓電源部分能量消耗在被處理鋼球上，引起它們的溫度升高，鋼球最大溫升大約150°C左右，因此，對(duì)被處理鋼球通過靶臺(tái)圓盤的靶臺(tái)半幅式油冷卻管內(nèi)的壓器油作冷卻媒，冷卻媒穿過冷卻油進(jìn)管穿壁器流入靶臺(tái)半幅式冷卻管，冷卻媒吸熱后經(jīng)過冷卻油出管穿壁器流出。在離子注入處理過程中，脈沖高壓電源的大部分高壓脈沖電源的能量沉積在真空室壁上，引起真空室壁溫度升高，因此冷卻水通過半幅式水道冷卻管，對(duì)真空處理室壁進(jìn)行強(qiáng)迫水冷。
[0030]本實(shí)用新型的射頻電源與條態(tài)弧形電極之間的連接電纜、大功率高壓脈沖電源負(fù)極與靶臺(tái)圓盤的連接電纜、混氣室與布?xì)夤苤g的輸氣管分別通過設(shè)置在底板上的射頻電纜穿壁器39、高壓脈沖電纜穿壁器36、氣管穿壁器35穿過底板。
[0031]盡管上文對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】給予了詳細(xì)描述和說明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征在于，包括真空處理室、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(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； 所述的高壓靶臺(tái)包括靶臺(tái)圓盤和絕緣支座，所述的絕緣支座一端固定在底板上，另一端固定在革G臺(tái)圓盤底部將其支撐固定； 所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)軸和撥盤；傳動(dòng)軸一端穿過靶臺(tái)圓盤連接撥盤，另一端與穿過底板與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述的撥盤上設(shè)置若干個(gè)鋼球孔； 所述的等離子體產(chǎn)生器包括射頻電源和條態(tài)弧形電極，射頻電源一端與設(shè)置于真空處理室內(nèi)的條態(tài)弧形電極連接，另一端與鐘罩連接； 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； 所述的供氣系統(tǒng)包括鋼瓶、氣體質(zhì)量流量計(jì)、電磁閥、混氣室和布?xì)夤?，所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)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(nèi)的布?xì)夤苓B接； 所述的大功率高壓脈沖電源負(fù)極與靶臺(tái)圓盤連接，正極與底板連接并接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征是所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)、主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，減速電機(jī)與主動(dòng)齒輪連接，主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪配合，所述的被動(dòng)齒輪套接在傳動(dòng)軸上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征是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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征是所述的鐘罩外設(shè)置半幅式水道冷卻管；所述的靶臺(tái)圓盤下設(shè)置半幅式油道冷卻管。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征是所述的半幅式油道冷卻管內(nèi)用變壓器油為冷卻煤。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置，其特征是所述的的布?xì)夤鼙谏暇鶆蚍植既舾蓚€(gè)通孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種軸承鋼球強(qiáng)化處理裝置,包括真空處理室、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過真空處理室、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高壓靶臺(tái)、等離子體產(chǎn)生器、大功率高壓脈沖電源、供氣系統(tǒng)和高真空抽氣系統(tǒng)的配合，形成一套完整的離子注入處理設(shè)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(duì)被處理鋼球提供負(fù)高壓脈沖偏壓，以實(shí)施離子注入或薄膜沉積處理。鋼球在靶臺(tái)圓盤上緩慢滾動(dòng)，使得鋼球表面獲得較均勻的注入劑量；強(qiáng)化處理效果更好。
【IPC分類】C23C14/48
【公開號(hào)】CN204999967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520606297
【發(fā)明人】傅小林, 洪學(xué)江, 孫新民, 翁慧成, 柴林
【申請(qǐng)人】黃山邁瑞機(jī)械設(shè)備科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日