轴承是应用广泛的重要机械基础件，是载荷支撑件和运动连接件，在机械产品中具有极其重要位置，有“工业关节”之称，因而，轴承的性能对主机性能有很大影响。为了满足高精度主机快速发展的需要，轴承必须具有低振动、低噪声、低摩擦、耐磨损、耐高温、抗重载等方面的性能要求，以及诸如在高真空、耐腐蚀、高辐射等特殊环境下的工作能力。对于复杂的工况条件和工作环境，单一的轴承材料已不能满足使用要求，需综合应用各种技术措施对轴承零件进行改性处理，特别是表面改性技术，以改善其表面性能和拓宽轴承的应用范围，进而提高轴承的综合使用性能，是当前重要的发展趋势。本文以6204滚动球轴承为研究对象，应用现代表面工程技术、机械优化设计理论和有限元分析等方法，研究开发一种基于表面镀层的精密滚动球轴承的设计制造技术。　　 1、应用非平衡闭合场磁控溅射离子镀技术，成功实现了滚动轴承钢球的表面镀层。开发了适合磁控溅射离子镀设备应用的钢球镀膜工艺装备，研究了镀层结构和性能的检测及试验方法，测试和分析了镀层的微观组织结构、与基体结合强度、摩擦学特性、硬度及韧性等，获得了与轴承钢基体结合性好、具有良好的组织结构和力学性能的镀层制备工艺方法，开发了适宜用于滚动轴承钢球表面的CrC(含Cr7C3)复合镀层和CrCN复合镀层及其镀膜工艺，为提高和改善滚动球轴承动态性能及扩大其应用范围提供了保证。　　 2、以精密滚动球轴承的结构与性能特点及镀层性能特性为依据，应用机械优化设计理论和有限元分析方法，对精密滚动球轴承的结构参数进行了设计分析，形成了基于镀层钢球的精密滚动球轴承结构参数的分析设计方法。　　 3、为验证自润滑镀层及精密滚动球轴承的设计分析方法的正确性，设计了镀层钢球轴承性能的测试方案，应用高性能轴承试验台，对轴承的振动、温升、速度、载荷、断油等性能以及寿命可靠性进行了试验测试。结果表明：与无镀层轴承相比，镀层轴承具有振动低、温升小、高速性好、承载能力强、断油寿命长等特点，很好地提高轴承的性能可靠性和使用寿命，因此，镀层技术是改善滚动轴承性能的有效途径。　　 4、研究了镀层轴承的改性机理，分析了镀层的摩擦特性对轴承性能的影响规律，获得了影响镀层轴承失效的因素。研究结果表明：应用于滚动轴承的镀层应具有与轴承基体材料结合强度高、组织结构好、摩擦因数低、耐磨性好、硬度高及韧性好等特点。