[发明专利]耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮及其制造方法

权利要求书

1.一种耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮的制造方法，包括采用不锈钢材质制造出齿轮的主体的过程，其特征在于，还包括在该齿轮的主体表面进行真空电弧离子镀CrN层的过程，该CrN层的厚度为4-19μm、表面硬度为1400-2300HV。

2.依据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在真空电弧离子镀CrN层之前先真空镀Cr过渡层，该Cr过渡层的厚度为200-1000 nm。

3.依据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在进行真空镀Cr过渡层和真空电弧离子镀CrN层时，该齿轮的主体安装于真空室内可转动的支架上，靶材为金属Cr，该齿轮的主体的齿面正对Cr靶，该齿轮的主体与脉冲负偏压电源装置连接。

4.依据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，该真空镀Cr过渡层的过程具体包括：

将真空室内背底真空抽至10^-3 Pa以下，并打开加热器使该齿轮的主体温度升至300 ℃，烘烤5 min；

通入一定流量的Ar，使真空室压力控制在2-3 Pa，打开脉冲负偏压电源，占空比为30%，频率为30 kHz，电压由100V逐渐加到1500V，产生Ar离子，对该齿轮的主体表面进行轰击，累计时间为30min，以清洁与活化该齿轮的主体表面；

减小脉冲负偏压电源至100V，并关闭Ar，使真空恢复至10^-3 Pa以下；

通入一定流量的Ar，使真空室压力控制在(3-5)×10^－1 Pa，打开离子源电源，工作电压为20-80 V，工作电流为40-100 A，同时，逐渐增加脉冲负偏压电源至200V，时间为5-15min，在该齿轮的主体表面镀上一层厚度为200-1000 nm金属Cr，以提高结合力。

5.依据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，该真空电弧离子镀CrN层的过程具体包括：

打开N₂阀门，同时调节Ar和N₂流量，使N₂比例为10-40%，真空室压力控制在(3-5)×10^－1 Pa，在该齿轮的主体表面反应沉积CrN，时间为6-12小时，厚度为4-19μm；

关闭离子源电源、脉冲负偏压电源、加热器电源以及Ar与N₂阀门，让该齿轮温度下降至35 ℃以下。

6.依据权利要求1至5任一所述的制造方法，其特征在于，在真空电弧离子镀CrN层之后，还包括对齿轮的表面进行抛光处理的过程。

7.依据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，该抛光过程采用至少两齿轮相互对磨，并使含有金刚石颗粒的溶液流到齿轮的齿面。

8.一种耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮，包括不锈钢材质的主体，其特征在于，还包括设置在该主体表面的Cr过渡层以及设置在该过渡层上的CrN层，该Cr过渡层的厚度为200-1000 nm，该CrN层的厚度为4-19μm、表面硬度为1400-2300HV。

9.依据权利要求8所述的耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮，其特征在于，该CrN层的厚度为8-16μm、表面硬度不小于1800HV。

10.依据权利要求8所述的耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮，其特征在于，该主体是304或316奥氏体不锈钢材质的；该Cr过渡层采用真空镀工艺成型；该CrN层是采用真空电弧离子镀工艺成型。

11.一种化学机械抛光设备，包括一中心齿轮，其特征在于，该中心齿轮是如权利要求8至10任一所述的耐磨耐腐蚀不锈钢齿轮。