[发明专利]一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法

权利要求书

1.一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

一、将合金钢进行预备热处理，然后打磨清洗，得到预处理后的合金钢；

二、在温度为400℃～950℃、电压为500V～750V及气压为200Pa～350Pa的条件下，将预处理后的合金钢进行等离子体渗氮处理，在合金钢表层产生含有γ′-Fe₄N与ε-Fe_2～3N渗氮层，得到渗氮处理后的合金钢；

三、在温度为250℃～550℃、电压为600V～750V及气压为200Pa～350Pa的条件下，将渗氮处理后的合金钢进行等离子体渗碳，在表面和内部诱导产生类金刚石结构，即完成基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法；

等离子体渗碳时所采用的气氛为稀释气体及含碳气体的混合气氛，所述的含碳气体占混合气氛总体积的5％～50％。

2.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤一中所述的打磨清洗具体为用砂纸打磨去掉表面氧化皮，然后在酒精或丙酮中超声清洗5min～10min。

3.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤一中所述的预备热处理为淬火、深冷和回火中的一种或其中几种的组合。

4.根据权利要求3所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于所述的淬火中冷却方式为水淬、油淬、气淬或空冷。

5.根据权利要求3所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于所述的深冷中所采用的介质为液氮与酒精的混合溶液，深冷温度为-70℃～-80℃。

6.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤二中渗氮处理所采用的气氛为含氮气体；所述的含氮气体为NH₃或H₂与N₂的混合气体。

7.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤二中在温度为400℃～950℃的条件下，将预处理后的合金钢进行渗氮处理1h～70h。

8.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤三所述的稀释气体为氩气和氢气中的一种或两种混合；步骤三所述的含碳气体为甲烷、乙炔、丙烷、一氧化碳、二氧化碳、气态的丙酮、酒精或苯类。

9.根据权利要求1所述的一种基于等离子体复合热扩渗制备减摩自润滑复合层的方法，其特征在于步骤三中在温度为250℃～550℃、电压为600V～750V及气压为200Pa～350Pa的条件下，将渗氮处理后的合金钢进行等离子体渗碳处理1h～70h。