PIII&技术提高轴承钢抗疲劳性能的研究

摘要

滚动轴承在航空、航天、精密机械和汽车等高新技术领域起到十分关键的作用。失效分析表明，滚动接触疲劳失效是其主要失效形式之一。为提高滚动轴承的抗接触疲劳性能，本文采用等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D)技术对GCr15轴承钢进行了氮离子注入，并在其表面合成了高硬度、高耐磨性的TiC薄膜和类金刚石(DLC)薄膜。改性试样的滚动接触疲劳性能测试表明，氮离子注入、合成TiC和DLC薄膜后试样的接触疲劳寿命与未注入试样相比分别提高了6.2倍、6.1倍和6.7倍。由此可以看出，氮离子注入、TiC和DLC薄膜合成都可以有效的提高GCr15轴承钢的抗接触疲劳性能。其中，氮离子注入主要是通过提高轴承钢表面的硬度来加强抗接触疲劳性能，而TiC和DLC薄膜则主要是通过提高轴承钢表面的耐磨性来提高抗接触疲劳性能。由此可见，通过PⅢ&D方法在GCr15轴承钢上进行氮离子注入、TiC和DLC薄膜的合成均能改善其抗接触疲劳寿命。