一種CSS?42L軸承鋼超低溫離子注入復合強化方法與流程

本發明涉及一種超低溫離子注入復合強化css-42l軸承鋼的方法，屬于金屬材料的深冷處理和離子束表面強化交叉領域。

背景技術：

軸承是航空發動機中重要部件之一，主要用于各種航空發動機主軸及傳動附件，其性能的優劣會嚴重影響整個發動機的性能。由于航空軸承工作在高溫、重載、高速等惡劣環境中，對航空軸承材料也提出了苛刻的要求，需要良好的抗疲勞性能和高強高韌表面性能來抵抗磨損，同時心部有良好的抗斷裂性能。css-42l軸承鋼是美國在20世紀90年代開發的，繼gcrl5鋼和m50nil鋼之后的第三代軸承鋼，具有良好的抗斷裂韌性和強度。但隨著航空航天技術的不斷發展，應用于航空航天領域的高性能軸承數量呈快速增長之勢，其應用性能要求不僅包括了高速、高承載能力、高可靠性、長壽命等特征，而且在一些特殊應用條件下還要求其具有良好的高、低溫性能和短時間的貧油運行能力，因此，現有的css-42l軸承鋼的耐磨損、抗疲勞、強韌性、硬度等性能有待進一步提升，這就要求css-42l軸承鋼強化處理技術方面也要有新的創新和突破。

為提高css-42l軸承鋼的綜合性能，如提高其抗腐蝕、抗磨損、抗氧化及抗疲勞性能，提高表面硬度和韌性，降低軸承材料的摩擦系數，改善軸承工作面的微觀結構和高強高韌性能等，目前已證明行之有效的方法之一是采用軸承工作面離子注入技術，由于css-42l軸承鋼的材料成分和組織結構與其它軸承材料具有較大區別，注入的元素類別視具體性能要求的不同，可選擇一種或多種不同的元素，各類離子的注入可有助于析出金屬化合物和合金相，形成彌散分布的強化相，減少粘著磨損，增強基底強度，提高潤滑性能，顯著提升軸承鋼表面減磨耐磨性能，且該技術綠色無污染。但是離子注入改性層比較淺，強化效果已經無法滿足高速重負載軸承性能進一步提升性能的要求。

因此，現有的css-42l軸承鋼離子注入后的強韌性、耐磨損、抗疲勞、硬度等性能有待進一步提升。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種超低溫離子注入協同強化css-42l軸承鋼的方法，克服了現有離子注入改性層比較淺、強化效果僅僅局限于表層、無法改變css-42l軸承鋼內部組織及性能、滿足css-42l軸承鋼高強韌性特征的缺點；本發明方法能夠大幅度提高css-42l軸承鋼的次深表層強化深度，在css-42l軸承鋼次深表層形成強韌一體化材料改性層，顯著提升了其耐磨損、抗疲勞、強韌性、硬度等性能，降低了摩擦系數，改善微觀結構的低溫或高溫性能等，提高傳動軸承鋼的綜合性能。

本發明所提供的軸承鋼的強化方法，包括如下步驟：

(1)采用氣體離子束對軸承鋼進行清洗；

(2)采用低能大束流氣體離子對經步驟(1)處理后的所述軸承鋼進行真空熱處理；

(3)采用中能離子束在步驟(2)得到軸承鋼表面交替注入氣體離子和金屬離子；

(4)采用超低溫對步驟(3)注入過程中的軸承鋼進行深冷強化處理；至此得到強化軸承鋼。

上述的強化方法中，所述軸承鋼為css-42l軸承鋼。

上述的強化方法中，步驟(1)～步驟(4)均在真空度為1.0×10^-2pa～1.8×10^-4pa的條件下進行，如在3.0×10^-4pa的條件下進行；

均可在一體化離子注入復合設備中進行。

上述的強化方法中，步驟(1)中，所述氣體離子束采用純度為99.99％的氬氣源；

所述清洗步驟用于去除所述軸承鋼表面的物理吸附層，從而有效避免對后續注入元素的污染；

若所述氣體離子的引出電壓過低，會使得離子能量不足以去除吸附在(css-42l)軸承鋼表面的物理吸附層，而過高則會導致吸附在(css-42l)軸承鋼表面的物理吸附層被轟擊進入到css-42l軸承鋼材料內部形成污染元素，并且鑒于物理吸附層為1～10埃，因此確定在引出電壓為1～2kv的條件下清洗10～20分鐘，清洗效果最佳。

上述的強化方法中，步驟(2)中，所述真空熱處理的條件如下：

所述低能大束流氣體離子采用的離子源為氬氣或氮氣；

轟擊電壓可為0.1～1kv，具體可為0.1kv；

轟擊束流可為50ma～100ma，具體可為100ma；

時間可為1～3小時，具體可為3小時；

所述真空熱處理可以顯著提高css-42l軸承鋼的表面強度。

上述的強化方法中，步驟(2)中，所述真空熱處理的同時，向所述軸承鋼施加正偏壓或負偏壓。

上述的強化方法中，步驟(3)中，所述氣體離子為氮離子，采用純度為99.99％的氮氣源；

注入所述氣體離子的條件如下：

注入能量可為70kev～100kev，具體可為80kev；

注入劑量可為2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²，具體可為2.0×10¹⁷ions/cm²；

所述金屬離子為鋯離子、鈦離子、鉭離子、鉻離子或鉬離子；

注入所述金屬離子的條件如下：

注入能量可為40kev～50kev，具體可為45kev；

注入劑量可為1.2×10¹⁷ions/cm²～4.5×10¹⁷ions/cm²，具體可為3.0×10¹⁷ions/cm²

所述離子注入過程中的注入能量過高容易對css-42l軸承鋼表面形成輻照損傷，而注入能量過低導致元素無法注入到css-42l軸承鋼材料內部，經實驗，在上述注入能量(70kev～100kev和40kev～50kev)的條件下可以大幅度的提高css-42l軸承鋼的接觸疲勞性能；

步驟(3)中，通過注入元素離子可以使軸承鋼材料析出金屬化合物和合金相，形成離散強化相，減少粘著磨損，增強抗氧化性能，提高潤滑性能，這些功能可以大幅增加軸承鋼材料的減摩耐磨和抗接觸疲勞性能；

步驟(3)中，所述交替注入的次數不受限制，經本發明的一個實施例表明，交替注入3次的條件下，可以明顯提高css-42l軸承鋼的摩擦磨損和抗接觸疲勞性能，繼而強化了整個css-42l軸承鋼。

上述的強化方法中，步驟(4)中，采用液氮冷卻終端裝置進行所述深冷強化處理；

所述液氮的溫度為-196℃；

采用液氮冷卻注入終端裝置對步驟(3)注入過程中的軸承鋼進行所述深冷強化處理，通過低溫液氮對其進行深冷強化處理，材料在超低溫環境下(約-180℃以下)，發生收縮變形，在材料內部產生大量的位錯，通過細晶強化、改變殘余奧氏體數量、結構、形狀分布及析出沉淀物來改善金屬材料的強韌性特征。具體的，采用液氮冷卻注入終端裝置，溫度為-196℃對注入過程中的css-42l軸承鋼進行冷卻強化，發明人發現，注入過程中采用低溫冷卻可以大幅度的提高css-42l軸承鋼的硬度和強韌性，使其具備良好的高、低溫使用性能。

上述的強化方法中，步驟(1)之前，所述方法還包括對所述軸承鋼依次進行如下處理的步驟：

去油脂步驟、去銹點步驟、去雜質步驟、去有機物殘留步驟和超聲清洗。

本發明強化方法能夠大幅度提高css-42l軸承鋼的次深表層強化深度，顯著提升其耐磨損、抗疲勞、強韌性、硬度等性能，在css-42l軸承鋼次深表層形成強韌一體化材料改性層，并且采用該方法可以顯著降低強化處理污染和高耗能。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明采用超低溫離子注入強化css-42l軸承鋼的方法，解決了現有單獨離子注入強化技術的強化效果僅僅局限于材料表層、無法改變內部組織及性能、無法滿足航空航天特殊領域高性能css-42l軸承鋼的強韌性特征和高、低溫使用性能、及單一深冷處理技術無法滿足css-42l軸承鋼較高耐磨損和抗疲勞性能的需求，該方法可以大幅度提高css-42l軸承鋼的次深表層強化深度，顯著提升其耐磨損、抗疲勞、強韌性、硬度等性能，在css-42l軸承鋼次深表層形成強韌一體化材料改性層。本發明方法既有效解決了css-42l軸承鋼材料強韌性問題，也能顯著提高軸承鋼耐磨損和抗疲勞性能，繼而強化了整個css-42l軸承鋼，使其制備的軸承從而具有較長的使用壽命，并兼備良好的高、低溫使用性能。對未進行強化css-42l軸承鋼和強化后的css-42l軸承鋼進行顯微硬度測試的結果表明，進行復合強化后的css-42l軸承鋼比未進行強化css-42l軸承鋼的硬度提高45％以上；對未進行強化css-42l軸承鋼與強化后的css-42l軸承鋼進行往復摩擦磨損試驗后的結果表明，進行復合強化表面性能后的css-42l軸承鋼比未進行強化css-42l軸承鋼的減摩耐磨性能(失效時間)提高了近4倍。

附圖說明

圖1是本發明一種復合強化處理css-42l軸承鋼的方法的流程示意圖。

圖2是本發明另一種復合強化處理css-42l軸承鋼的方法的流程示意圖。

圖3為未強化和復合強化后的css-42l軸承鋼材料的顯微硬度對比圖。

圖4為未強化和復合強化后的css-42l軸承鋼材料的摩擦磨損試驗結果對比圖。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

為了得到具有較高的耐磨性、抗疲勞、高強韌性和高硬度等綜合性能的強化css-42l軸承鋼，本發明提供了一種超低溫離子注入強化css-42l軸承鋼的方法，包括如下步驟：

(1)采用低能氣體離子束對css-42l軸承鋼進行清洗；(2)采用低能大束流離子對步驟(1)得到的css-42l軸承鋼進行真空熱處理；(3)采用中能離子束在步驟(2)得到css-42l軸承鋼表面交替注入氣體離子和金屬離子；(4)采用液氮對步驟(3)注入過程中的css-42l軸承鋼進行深冷強化處理；至此得到強化css-42l軸承鋼。

經實驗發現，先采用低能離子束對css-42l軸承鋼進行真空清洗去除表面微吸附物，再采用低能大束流離子源對css-42l軸承鋼進行真空熱處理，提升css-42l軸承鋼表面硬度和強度，然后采用離子注入強化技術復合深冷處理對css-42l軸承鋼進行強化，在css-42l軸承鋼次深表層形成強韌一體化材料改性層，最終能夠得到較高的耐磨性、抗疲勞和高強韌性、高硬度等綜合性能的強化css-42l軸承鋼。低能離子束清洗可以去除軸承鋼表面微吸附物，以便后續工藝處理；低能大束流氣體離子轟擊真空熱處理可提高css-42l軸承鋼硬度和強度，利用離子注入結合深冷處理技術，對離子注入強化處理過程中的軸承鋼進行溫度達-196℃的低溫處理，軸承鋼材料及離子注入的亞穩態結構處于超低溫環境，發生劇烈的收縮塑性變形，在內部產生大量位錯，隨著深冷時間的增加，金屬材料中形成的位錯密度不斷增加、殘余奧氏體的數量不斷減小，馬氏體不斷增加，同時馬氏體組織中分解析出彌散狀超細碳化物組織，因而使得軸承鋼金相組織更為細密、均勻、穩定，表面強度及硬度得到提高，耐磨性也明顯改善。離子注入強化技術的沖擊效應，不同注入元素離子可有助于軸承鋼材料析出金屬化合物和合金相，形成彌散分布的強化相，減少粘著磨損，增強基底強度，提高潤滑性能，顯著提升軸承鋼表面減摩耐磨性能，改善軸承次表面微觀結構及高低溫性能等，提高css-42l軸承鋼的綜合性能。經過一定時間離子注入復合深冷處理，軸承鋼所提高的強韌性、硬度等各項力學、機械性能也達到最大值，最終獲得強化css-42l軸承鋼。

下面參考圖1對本發明處理css-42l軸承鋼的方法進行詳細描述。

具體包括如下步驟：

s100：采用低能氣體離子束對css-42l軸承鋼進行清洗

該步驟中，采用低能氣體離子束對css-42l軸承鋼進行清洗，由此，可以去除css-42l軸承鋼表面的物理吸附層，從而有效避免對后續注入元素的污染。

根據本發明的一個實施例，清洗處理的具體操作條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，清洗處理的操作條件可以采用：低能氣體離子束采用純度為99.99％的氬氣源，離子束的引出電壓為1～2kv，離子束清洗時間為10～20分鐘。經實驗發現，電壓過低使得離子能量不足以去除吸附在css-42l軸承鋼表面的物理吸附層，而電壓過高會導致吸附在css-42l軸承鋼表面的物理吸附層被轟擊進入到css-42l軸承鋼材料內部形成污染元素，并且鑒于物理吸附層為1～10埃，根據經驗在1～2kv的引出電壓下清洗10～20分鐘可以清洗干凈。

s200：采用低能大束流離子對s100步驟得到的css-42l軸承鋼進行真空熱處理

該步驟中，采用低能大束流離子對s100步驟得到的css-42l軸承鋼進行真空熱處理，由此通過采用低能大束流離子對css-42l軸承鋼進行真空擴滲熱處理，可以顯著提高css-42l軸承鋼的表面硬度和強度。具體的，可以采用氬或者氮氣體低能大束流離子對css-42l軸承鋼進行轟擊，其中，轟擊電壓可以為0.1kv，轟擊束流可以為100ma。

具體的，采用大束流離子對css-42l軸承鋼進行真空熱處理的同時，在css-42l軸承鋼上加正偏壓或負偏壓，并且轟擊處理時間為1～3小時。需要說明的是，本領域技術人員可以根據實際需要對正偏壓和負偏壓的具體條件進行選擇。

s300：采用中能離子束在步驟s200得到css-42l軸承鋼表面交替注入金屬離子和氣體離子

該步驟中，采用中能離子束在步驟s200得到css-42l軸承鋼表面交替注入金屬離子和氣體離子，其中，先注入氣體離子，再注入金屬離子，氣體離子可以為氮離子，金屬離子可以為鋯離子、鈦離子、鉭離子、鉻離子或鉬離子。由此，通過注入元素離子可以使軸承鋼材料析出金屬化合物和合金相，形成離散強化相，減少粘著和互擴散，增強氧化膜，提高潤滑性能，這些效應可以大幅增加軸承鋼材料的減摩耐磨和抗接觸疲勞性能。

具體的，注入氣體離子過程可以采用純度為99.99％的氮氣源，注入能量為70kev～100kev，注入劑量為2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²，注入金屬離子可以采用純度為99.98％的金屬靶材，注入能量為40kev～50kev，注入劑量為1.2×10¹⁷ions/cm²～4.5×10¹⁷ions/cm²。

根據本發明的一個實施例，該過程中，中能離子束的注入能量并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，該過程中，氣體離子中能離子束的注入能量可以為80kev，金屬離子中能離子束的注入能量可以為45kev。發明人發現，若注入能量過高容易對css-42l軸承鋼表面形成輻照損傷，而注入能量過低導致稀土元素無法注入到css-42l軸承鋼材料內部。由此，采用該注入能量可以大幅度的提高css-42l軸承鋼的抗接觸疲勞性能。

根據本發明的另外一個實施例，交替注入氣體離子和金屬離子的次數不受限制，發明人發現，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的另外一個具體實施例，交替注入3次。發明人發現，該交替注入次數可以明顯提高css-42l軸承鋼的減摩耐磨和抗接觸疲勞性能。

s400：采用液氮對s300過程中的css-42l軸承鋼進行深冷強化處理

該步驟中，采用液氮冷卻注入終端裝置，對步驟s300處理過程中的css-42l軸承鋼，通過低溫液氮對其進行深冷強化處理，材料在超低溫環境下(-180℃以下)，發生收縮變形，在材料內部產生大量的位錯，通過細晶強化、改變殘余奧氏體數量、結構、形狀及分布及析出沉淀物來改善金屬材料的強韌性特征，同時，離子注入形成的亞穩態組織結構進行長程有序化轉變。具體的，采用液氮冷卻注入終端裝置，溫度為-196℃對注入過程中的css-42l軸承鋼進行冷卻強化，發明人發現，注入過程中采用低溫冷卻可以大幅度的提高css-42l軸承鋼的硬度和強韌性，使其具備良好的高、低溫性能。

參考圖2，根據本發明實施例的強化處理css-42l軸承鋼的方法進一步包括：

s500：在低能離子束對css-42l軸承鋼進行真空清洗之前，預先對所述css-42l軸承鋼表面進行去油脂、去銹點、去雜質、去有機物殘留、超聲清洗。

具體的，首先采用金屬除脂溶劑去除css-42l軸承鋼材料上油脂，使其表面不能有油脂，然后將待處理的css-42l軸承鋼材料放入無污染的四氯乙烯中浸泡10～20分鐘后取出，再用鏡頭紙吸凈殘留溶劑后，最后用干凈的絲綢進行擦拭，然后用金屬除銹溶劑浸泡清洗去油脂后的css-42l軸承鋼材料10～20分鐘，去除材料表面銹點；接著將經過上述處理過的css-42l軸承鋼材料放入丙酮中，超聲清洗10～20分鐘后取出使用干凈綢布擦干，擦干時，在材料的光滑表面上沿同一方向進行擦拭，保證其表面沒有水漬和雜質殘留，同時不使用已經被污染、浸濕的綢布對試件進行擦拭，然后采用具有有機物清除功能的金屬清洗劑浸泡清洗上述處理后的css-42l軸承鋼材料10～20分鐘，使金屬試樣表面不能有有機物殘留；最后將上述處理后的css-42l軸承鋼材料放入去離子水中，超聲清洗10～20分鐘后取出，逐個使用干凈綢布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干10～20分鐘。需要說明的是，本領域技術人員可以根據實際需要對采用金屬除脂溶劑、金屬除銹溶劑和金屬清洗劑的具體類型進行選擇，例如金屬除脂溶劑可以采用市售普通金屬除油脂溶劑，成分包括硅酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、溶劑水等；清洗用的四氯乙烯為市售普通有機溶劑，也可用其他有機溶劑代替；金屬除銹溶劑可以為市售普通除銹劑，成分包括：有機酸、緩蝕劑、去離子水、表面活性劑等；金屬清洗劑可以是由非離子表面活性劑、有機堿和純水混合組成的一種環保金屬清洗劑。

下面參考具體實施例，對本發明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發明。

實施例1、

首先用金屬除脂溶劑去除css-42l軸承鋼材料上油脂，使其表面不能有油脂，然后將待處理的css-42l軸承鋼材料放入無污染的四氯乙烯中浸泡20分鐘后取出，用鏡頭紙吸凈殘留溶劑后，用干凈的絲綢進行擦拭；再用金屬除銹溶劑浸泡清洗css-42l軸承鋼材料20分鐘，去除材料表面銹點；然后將其放入丙酮中，超聲清洗15分鐘后取出使用干凈綢布擦干；最后用具有有機物清除功能的金屬清洗劑浸泡清洗css-42l軸承鋼材料15分鐘，使金屬試樣表面不能有有機物殘留，然后將處理過的css-42l軸承鋼材料放入去離子水中，超聲清洗20分鐘后取出，逐個使用干凈綢布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干15分鐘，得到前處理過的css-42l軸承鋼材料，然后將上述前處理過的css-42l軸承鋼材料放到真空室工裝臺上，抽真空至真空度為3.0×10^-4pa后，真空室工裝臺沿自身軸線勻速緩慢旋轉的同時，用一體化離子注入設備對css-42l軸承鋼材料進行低能氣體離子束清洗，采用純度為99.99％的氬氣源，離子束的引出電壓為1kv，離子束清洗時間為20分鐘，再采用低能大束流氣體離子對css-42l軸承鋼材料真空熱處理(氬氣)同時在工件上同時加負偏壓，轟擊電壓可以為0.1kv，轟擊束流可以為0.1a，處理時間為3小時；接著交替注入氣體氮離子和金屬鈦離子2次，離子注入氣體氮離子采用純度為99.99％的氮氣，注入能量為80kev，注入劑量為2.0×10¹⁷ions/cm²，離子注入金屬鈦離子采用99.98％的金屬鈦靶材，注入能量為45kev，注入劑量為3.0×10¹⁷ions/cm²；在離子注入的同時，采用液氮冷卻注入終端對注入過程中的css-42l軸承鋼材料進行冷卻強化，液氮溫度為-196℃。然后將經過超低溫離子注入強化處理后的css-42l軸承鋼材料放入分析純酒精中超聲波清洗20分鐘，并將其真空密封封存。

實施例2、

首先用金屬除脂溶劑去除css-42l軸承鋼材料上油脂，使其表面不能有油脂，然后將待處理的css-42l軸承鋼材料放入無污染的四氯乙烯中浸泡20分鐘后取出，用鏡頭紙吸凈殘留溶劑后，用干凈的絲綢進行擦拭；再用金屬除銹溶劑浸泡清洗css-42l軸承鋼材料20分鐘，去除材料表面銹點；然后將其放入丙酮中，超聲清洗15分鐘后取出使用干凈綢布擦干；最后用具有有機物清除功能的金屬清洗劑浸泡清洗css-42l軸承鋼材料15分鐘，使金屬試樣表面不能有有機物殘留，然后將處理過的css-42l軸承鋼材料放入去離子水中，超聲清洗20分鐘后取出，逐個使用干凈綢布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干15分鐘，得到前處理過的css-42l軸承鋼材料，然后將上述前處理過的css-42l軸承鋼材料放到真空室工裝臺上，抽真空至真空度為3.0×10^-4pa后，真空室工裝臺沿自身軸線勻速緩慢旋轉的同時，用離子注入設備對css-42l軸承鋼材料進行低能氣體離子束清洗，采用純度為99.99％的氬氣源，離子束的引出電壓為1kv，離子束清洗時間為20分鐘，再采用低能大束流氣體離子對css-42l軸承鋼材料真空熱處理同時在工件上同時加負偏壓，轟擊電壓可以為0.1kv，轟擊束流可以為0.1a，處理時間為3小時；接著交替注入氣體氮離子和金屬鈦離子3次，離子注入氣體氮離子采用純度為99.99％的氮氣，注入能量為80kev，注入劑量為3.0×10¹⁷ions/cm²，離子注入金屬鋯離子采用99.98％的金屬鋯靶材，注入能量為45kev，注入劑量為2.5×10¹⁷ions/cm²；在離子注入的同時，采用液氮冷卻注入終端對注入過程中的css-42l軸承鋼材料進行冷卻強化，液氮溫度為-196℃。然后將經過超低溫離子注入強化處理后的css-42l軸承鋼材料放入酒精中清洗20分鐘，并將其真空密封封存。

采用qness顯微硬度測試儀進行硬度測試，設置參數為：單位hv，載荷10g和100g，加載時間10s，得出強化前后顯微硬度對比圖如圖3所示，其中，基材指的未經任何強化處理的css-42l軸承鋼；離子注入處理指的是僅進行本發明方法中的步驟(3)(交替注入氣體離子和金屬離子，圖1和圖2中的步驟s300)，其具體條件與實施例2中相同；冷處理指的是僅進行本發明方法中的步驟(4)(液氮深冷強化處理，圖1和圖2中的步驟s400)，其具體條件與實施例2中相同，冷+注入復合指的是經實施例2的強化處理。

由圖3所示的css-42l軸承鋼和強化后的css-42l軸承鋼進行顯微硬度測試的結果可以看出，進行復合強化表面性能后的css-42l軸承鋼比未進行強化css-42l軸承鋼的硬度提高45％以上，且比僅進行離子注入的css-42l軸承鋼的硬度提高40％，比僅進行深冷處理的css-42l軸承鋼的硬度提高25％。

對經實施例2復合強化后的css-42l軸承鋼材料進行摩擦磨損試驗，采用umt-5摩擦磨損試驗機進行往復摩擦磨損試驗，對磨副為直徑4mm的sin球，設置參數為：載荷1n，行程5mm。得出強化前后摩擦磨損對比圖如圖4所示。

經由圖4所示的css-42l承鋼與強化后的css-42l軸承鋼進行往復摩擦磨損試驗后的結果可以看出，進行復合表面強化后的css-42l軸承鋼比未進行強化css-42l軸承鋼的摩擦磨損試驗耐磨損時間(失效時間)提高了近4倍，平均摩擦系數降低了60％，也間接證明了本發明方法能夠提高css-42l軸承鋼材料的離子注入層深度和次深表層強化深度。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。