一种轴承钢的超低温离子注入强化系统及方法与流程

本发明涉及一种轴承钢的超低温离子注入强化系统及方法，属于金属表面强化处理技术领域。

背景技术：

随着我国国民经济的不断发展，应用于航空、航天、医疗、石化、天然气、交通等高端装备领域的高性能轴承产品数量需求越来越大，特别是超低温环境下使用的特种轴承，超低温轴承产品性能如超低温条件下的耐磨损、抗疲劳、强韧性、硬度等性能有待进一步提升，各种轴承钢材料本身的性能结构特点较难改变，这就要求在轴承钢材料超低温强化处理技术方面要有新的创新和突破，轴承钢材料通过材料相关强化处理技术提高表面硬度、强度、芯部韧性、耐磨损、耐腐蚀等力学和机械性能，超低温轴承钢材料强化技术是促进我国特种机械工业提高经济效益最基础最关键中心环节之一。

为提高超低温等环境下使用的轴承钢材料综合性能，如提高其抗腐蚀、耐磨损及抗疲劳性能，提高表面硬度和强韧性等，目前已证明行之有效的方法之一是采用离子注入技术，离子注入技术是通过电场把高能量的离子加速，通过级联碰撞效应注入基材里面，析出金属化合物和合金相，形成离散强化相。离子注入改性层与基体材料溶合为一体，无明显界面，不存在界面失效剥落现象，离子注入过程可以通过控制温度﹑注入元素﹑注入元素剂量等参数，在注入层形成非晶和纳米晶逐渐过渡的梯度结构材料，可以有效提升轴承钢材料表面耐磨损、抗疲劳等性能。离子注入技术具有较高的可控性和重复度，十分适合进行轴承钢材料表面强化，且该技术绿色无污染，但是离子注入技术存在离子注入层过浅，注入层为亚稳态等问题。不过离子注入遇到低温会发生二次强化，引起新的轴承钢材料内部组织和性能变化，特别是针对超低温条件下使用的轴承，需要超低温条件下进行离子注入。

超低温技术强化金属材料是近年来研究的热点，特别是在工具钢和轴承钢研究方面，因为在超低温条件下马氏体碎化，碳化物细化，引起硬度增强和韧性提高即同素异构钢铁材料强化。但细化晶粒为微米量级，很难细化为纳米结构的晶粒，通过深冷制备特别小尺度的纳米晶粒时，往往带来金属材料的韧性性能降低。

超低温条件下注入延深纳米梯度结构强化层，是利用超低温和离子注入物理场激变的同时注入超饱和固溶杂质，制备具有梯度结构特点强化层，且强化层具有微结构层的协同强化效应，增强金属离子注入深度强化性能的同时提高深冷影响区的超韧功能，且超低温条件下注入具有超低温环境的稳定性，最终大幅度提高特种工况条件下轴承钢材料的强韧性、耐磨和抗剥落性能。目前现有技术对轴承钢材料进行离子注入和超低温处理，是将轴承钢材料在真空炉内离子注入后，一般冷却至室温，然后将轴承钢材料从真空炉取出，再送到深冷箱进行低温深冷处理，首先此方法强化过程中间要经过一段时间，不容易控制冷却温度，深冷后再注入，不能控制转移过程中的低温吸附而引入注入杂质污染，影响材料的处理质量，这种处理方式需要人工操作较多，容易出现误操作，而且真空离子注入需要氮或氩气源、金属靶材，超低温处理需要液氮，两种设备需要不同提供处理介质的装备，增加成本，生产率低，处理工件的质量不稳定。因此，需要开发轴承钢的在线超低温离子注入强化工艺提升金属材料相关力学和机械性能，并需要设计实施轴承钢的超低温离子注入强化工艺的自动化设备系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轴承钢的超低温离子注入强化系统，所述强化系统能够实现超低温技术、离子注入技术在同一真空下同时强化轴承钢材料性能，真空及离子源系统稳定性高，在强化过程中可精确地控制冷却终端温度值，实现了智能化自动控制，降低成本，提高生产效率；利用本发明强化系统强化轴承钢，克服了离子注入改性层比较浅、强化效果仅仅局限于表层的缺陷，利用超低温离子注入在金属材料次表面下原位制备具有高强超韧等良好力学性能的无界面梯度结构复合材料，可以显著提高金属材料的强韧性、耐磨损、抗疲劳等力学和机械性能。

本发明所提供的轴承钢的超低温离子注入强化系统，可以单独实施超低温技术或离子注入技术强化轴承钢材料，也可以在同一真空下的同时实施超低温技术和离子注入技术强化轴承钢材料。

本发明所提供的超低温离子注入强化系统，包括一真空腔室、冷却工装系统、测温系统和智能控制系统；

所述真空腔室与抽真空系统相连通；

所述真空腔室的顶部设有金属离子源和气体离子源；

所述冷却工装系统包括液氮冷却系统和电制冷系统，所述液氮冷却系统包括设于所述真空腔室外的液氮冷却箱，所述电制冷系统包括设于所述真空腔室内的半导体电控冷却器；所述半导体电控冷却器设于冷却终端内，所述液氮冷却箱通过循环泵和管道循环，所述管道延伸至所述真空腔室内且与所述半导体电控冷却器相接触；

所述冷却终端上设有测温传感器；

所述测温系统设于所述真空腔室内；

所述智能控制系统控制所述冷却工装系统和所述测温系统。

所述的超低温离子注入强化系统中，所述真空腔室呈圆柱体形；

所述抽真空系统与所述真空腔室的侧壁相连通；

所述抽真空系统可对所述真空腔室抽真空至5.0×10^-4pa～7.0×10^-4pa之间，如6.0×10^-4pa。

所述的超低温离子注入强化系统中，所述金属离子源的中心线和所述气体离子源的中心线与所述真空腔室的中心法线之间的夹角均可为10°～20°，如15°；

所述金属离子源可产生钛、铬、锆、钇、镧、铈其中任意一种离子；

所述金属离子源最大加速电压可以达到50kv，束流均匀区达φ100mm；

所述气体离子源可产生氮、氩中任意一种气体离子；

所述气体离子源其最大引出电压可以达到100kv；

所述气体离子源对所述轴承钢材料进行清洗；

所述金属离子源和所述气体离子交替对轴承钢材料进行离子注入，离子注入同时采用所述冷却工装系统对轴承钢材料进行不同或恒定低温温度深冷处理。

所述的超低温离子注入强化系统中，所述测温系统包括温度信号接收装置和朗缪尔探针；

所述温度信号接收装置设于所述真空腔室的底壁上；

所述朗缪尔探针设于真空腔室的侧壁上。

所述的超低温离子注入强化系统中，所述冷却工装系统通过液氮循环和所述半导体电控冷却器，使所述冷却工装系统在强化过程中精确地控制冷却终端温度值，可控温度范围达：-220℃～-60℃，可以在高能注入时对所述冷却终端的轴承钢材料进行不同低温温度处理，也可以在高能注入的同时保持恒定低温温度对轴承钢材料进行低温处理，并通过所述测温传感器把实时温度传输至所述智能控制系统，所述冷却工装系统实现模块化，便于维修维护和更换。

所述的超低温离子注入强化系统中，所述智能控制系统可以完成大量工艺数据存储并自动执行复杂工艺，满足工况监控(如测量束流信号和温度实时监控等)、历史工艺参数记录/查询、实时趋势图文参数显示等监控要求，实现了系统智能化自动控制，具备故障自诊、故障报警、远程监控等功能。

本发明超低温离子注入强化系统可用于强化轴承钢，可以显著提高轴承钢材料的强韧性、耐磨损、抗疲劳、硬度等力学和机械性能。

利用本发明超低温离子注入强化系统强化轴承钢时，可按照如下步骤进行：

(1)将轴承钢置于所述超低温离子注入强化系统中的所述真空腔室内的所述冷却终端上，并利用所述抽真空系统对所述真空腔室抽真空；

(2)采用所述气体离子源发射的气体离子束对所述轴承钢进行清洗；

(3)经下述步骤1)-2)或步骤a)-c)即实现对所述轴承钢的强化：

1)采用离子注入方法，通过所述气体离子源和所述金属离子源向经步骤(2)处理后的所述轴承钢的表面交替注入气体离子和金属离子；

2)采用所述冷却工装系统对经步骤1)处理的所述轴承钢进行深冷强化处理；

a)采用所述冷却工装系统对经步骤(2)处理的所述轴承钢进行深冷强化处理；

b)采用离子注入方法，通过所述气体离子源和所述金属离子源向经步骤a)处理后的所述轴承钢的表面交替注入气体离子和金属离子；

c)采用所述冷却工装系统对经步骤b)处理的所述轴承钢进行所述深冷强化处理。

上述方法中，所述轴承钢可为m50轴承钢或css-42l轴承钢。

上述方法中，步骤(1)中，抽真空至5.0×10^-4pa～7.0×10^-4pa，如6.0×10^-4pa；

步骤(2)中，所述气体离子束采用纯度为99.99％的氩气源；

所述气体离子束的引出电压可为1～3kv，如2kv；

所述清洗的时间可为10～30分钟，如20分钟。

上述方法中，步骤(3)1)或步骤(3)b)中，所述气体离子为氮和氩中任意一种气体离子，注入气体离子过程采用纯度为99.99％的气源，注入能量为70kev～100kev，具体可为70kev，注入剂量为2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²，具体可为3.0×10¹⁷ions/cm²；

所述金属离子为钛、铬、锆、钇、镧和铈中任意一种金属离子，注入金属离子采用纯度为99.98％的金属靶材，注入能量可为40kev～50kev，具体可为45kev，注入剂量可为2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²，具体可为3.0×10¹⁷ions/cm²；

上述方法中，步骤(3)2)或步骤(3)a)中，所述深冷强化处理的温度为-220℃～-60℃之间的恒定温度或变化温度，时间为10～20小时。

在低能气体离子束对轴承钢材料进行真空清洗之前，可预先对轴承钢材料表面进行去油脂、去锈点、去杂质、去有机物残留、超声清洗，形成强韧一体化材料改性层，并且采用该方法可以显著降低强化处理污染和高耗能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明超低温离子注入强化系统可以完成大量工艺数据存储并自动执行复杂工艺，满足工况监控(如测量束流信号和温度实时监控等)、历史工艺参数记录/查询、实时趋势图文参数显示等监控要求，实现了系统智能化自动控制，具备故障自诊、故障报警、在线监控等功能。本发明强化系统的真空及离子源系统稳定性高，在强化过程中可精确地控制冷却终端温度值，控制温度范围大、精度高，解决了在同一真空下同时实施超低温技术、离子注入技术复合工艺强化轴承钢的技术难题，通过冷却终端对轴承钢材料进行恒定或不同级别低温强化处理的同时，在轴承钢材料表面制备具有高强超韧等良好力学性能的无界面梯度结构复合材料，可以显著提高轴承钢材料的强韧性、耐磨损、抗疲劳等力学和机械性能。如图4所示，对未进行强m50轴承钢和强化后m50轴承钢进行探针显微硬度测试的结果表明，进行超低温离子注入强化表面性能后的m50轴承钢比未进行强化m50轴承钢的硬度提高30％以上；如图5所示，对未进行强m50轴承钢与强化后的m50轴承钢进行往复摩擦磨损试验后的结果表明，进行超低温离子注入强化表面性能后的m50轴承钢比未进行强化m50轴承钢的减磨耐磨性能提高了近4倍。

附图说明

图1为本发明轴承钢的超低温离子注入强化系统的主视示意图。

图2为本发明轴承钢的超低温离子注入强化工艺流程示意图。

图3为本发明强化系统主视示意图中工装冷却系统部分结构分示意图。

图4为未强化和强化后的轴承钢材料的显微硬度对比图。

图5为未强化和强化后的轴承钢材料的摩擦磨损对比图。

图中各标记如下：

1金属离子源、2气体离子源、3真空腔室、4抽真空系统、5管道及密封装置、6冷却终端、7测温传感器、8温度信号接收装置、9朗缪尔探针、10智能控制系统、11液氮冷却箱、12循环泵、13半导体电控冷却器。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

结合图1对本发明实施例的一种轴承钢的超低温离子注入强化系统进行详细描述：

抽真空系统4，所述抽真空系统采用模块化设计，实现抽速高、时间短，提高工艺加工生产效率，高真空可以保障离子注入的均匀性和超低温的稳定性；

真空腔体3，所述抽真空系统安装于所述真空腔室右侧壁上，所述真空腔室为一圆柱形结构，包括底壁、左侧壁、右侧壁、顶壁和密封门；

金属离子源1安装在所述真空腔室顶壁左侧上；气体离子源2安装在所述真空腔室顶壁右侧上；所述金属离子源和气体离子源中心线与所述真空腔室中心法线的夹角都为15°；

冷却工装系统，所述冷却工装系统在离子注入机的真空室内提供具有调节超低温温度功能，包括冷却终端6、半导体电控冷却器13、测温传感器7安装在真空腔室内部低壁上，以及液氮冷却箱11、循环泵12、管道及密封装置5安装在真空腔室外部低壁上。

参考图3，所述半导体电控冷却器13安装于所述冷却终端6靶面内部，所述测温传感器7安装于所述冷却终端6靶面底部。所述冷却终端内采用液氮冷却和半导体电控制冷器结合，半导体电控制冷器具有功率小、响应快、温宽大等优点，半导体电控制冷器一面制冷范围为-60℃～0℃，另一面为相对应的加热温度0℃～60℃，四层半导体电控制冷器叠加，可使冷却工装系统中冷却终端和轴承钢材料接触的表面温度范围达：-220℃～-60℃，控制温度精度1℃，再通过-196℃的循环液氮对四层半导体电控制另一面加热温度60℃～220℃进行冷却；所述冷终端装置内需要高真空旋转密封，在超低温条件下，普通的密封材料已经不能使用，采用陶瓷和金属结构，旋转部分考虑电磁连接等方式，电机润滑为固体润滑方式设计出所述管道及密封装置。

测量系统包括温度信号接收装置8和朗缪尔探针9，分别安装在所述真空腔室内低壁和侧壁上；金属产品超低温测量也是一个技术难点，由于工艺的特殊性，普通的测温方式存在测不准的问题，非接触红外测温也存在问题，红外在低于-75℃以下，发射率很低，再通过观察窗的衰减，很难测到旋转工件的温度，所述测量系统采用膜式超低温传感器和射频信号传输技术，在工件表面取得温度信号，通过射频传输到信号转换装置，进行超低温条件下试样表面温度测温。

智能控制系统10安装在所述真空腔室外部，是整个低温离子注入金属强化系统的控制单元，包括机柜、半导体控制系统、电源、工艺数据库等软硬件。所述智能控制系统可以完成大量工艺数据存储并自动执行复杂工艺，满足工况监控(如测量束流信号和温度实时监控等)、历史工艺参数记录/查询、实时趋势图文参数显示等监控要求，实现了系统智能化自动控制，具备故障自诊、故障报警、在线监控等功能。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种轴承钢的超低温离子注入强化方法，下面参考图2对本发明实施例轴承钢的超低温离子注入强化工艺进行详细描述。根据本发明的实施例，该工艺包括：

m100将轴承钢材料放入超低温离子注入强化系统真空腔室内冷却终端上，并对真空腔室抽真空至5.0×10^-4pa到7.0×10^-4pa之间；

该步骤中，打开超低温离子注入强化系统真空腔室的密封门，将轴承钢材料放入到冷却工装系统中的冷却终端上，关闭真空腔室的密封门，开启抽真空系统，打开机械泵、分子泵，开启循环水系统，抽真空至5.0×10^-4pa到7.0×10^-4pa之间。

m200采用低能气体离子束对步骤m100得到的轴承钢材料表面进行清洗；

该步骤中，通过所述气体离子源，采用低能气体离子束对m100步骤得到的轴承钢材料进行清洗。由此，可以去除轴承钢材料表面的物理吸附层，从而有效避免对后续注入元素的污染。

具体的，根据本发明的一个实施例，清洗处理的具体操作条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，清洗处理的操作条件可以采用：低能气体离子束采用纯度为99.99％的氩气源，离子束的引出电压为1～3kv，离子束清洗时间为10～30分钟。

m300采用中能离子束在步骤m200得到的轴承钢材料表面进行交替注入金属离子和气体离子；

该步骤中，通过所述金属离子源和气体离子源，采用中能离子束在m200得到的轴承钢材料表面交替注入金属离子和气体离子，其中，先注入气体离子，再注入金属离子，具体的，气体离子可以为氩和氮中任意一种离子，注入气体离子过程采用纯度为99.99％的气源，注入能量为70kev～100kev，注入剂量为2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²。具体的，金属离子可以为钛、铬、锆、钇、镧和铈中任意一种离子，注入金属离子采用高纯度金属靶材，注入能量为40kev～50kev，注入剂量为2.0×10¹⁷ions/cm²～4.0×10¹⁷ions/cm²。

根据本发明的一个实施例，该过程中，中能离子束的注入能量并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，该过程中，气体离子中能离子束的注入能量可以为70kev，金属离子中能离子束的注入能量可以为45kev。

根据本发明的再一个实施例，交替注入金属离子和气体离子次数不受限制，发明人发现，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的再一个具体实施例，交替注入3次。发明人发现，该交替注入次数可以明显提高轴承钢的耐磨和接触疲劳性能。

m400采用冷却工装系统对步骤m300处理前和/或者过程中的轴承钢材料进行低温强化处理。

该步骤中，采用所述冷却工装系统对步骤m300处理前或者处理过程中的轴承钢材料进行低温强化处理，冷却时间为10～20小时，采用液氮冷却和电制冷技术相结合，通过液氮循环和所述半导体电控冷却器，使冷却终端表面温度值可实时精确控制在-220℃～-60℃温度范围内的一个值，精确度为1℃。通过低温对轴承钢材料进行低温深冷强化处理，轴承钢材料在处理温度为-220℃～-60℃之间的恒定温度或变化温度下，会使轴承钢材料发生收缩变形，在低温或者超低温条件下内马氏体碎化，碳化物细化，引起硬度增强和韧性提高即同素异构钢铁材料强化，从而提升轴承钢材料的强韧性和耐磨性能。

参考图2，根据本发明实施例一种轴承钢的超低温离子注入强化工艺进一步包括：

m500：将轴承钢放入真空腔室之前，预先采用清洗试剂对所述轴承钢材料表面进行去油脂、去锈点、去杂质、去有机物残留、超声清洗，再使用干净绸布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干10～20分钟。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1、

首先采用清洗试剂对m50轴承钢材料表面进行去油脂、去锈点、去杂质、去有机物残留、超声清洗，再使用干净绸布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干15分钟，使用轴承钢的超低温离子注入强化系统对对m50轴承钢材料进行超低温离子注入强化工艺，将得到的m50轴承钢钢材料放入到超低温离子注入强化系统的冷却终端上，关闭真空腔室的密封门，开启抽真空系统，抽真空至6.0×10^-4pa，冷却终端沿自身轴线匀速缓慢旋转的同时，采用气体离子源对m50轴承钢材料进行低能气体离子束清洗，使用纯度为99.99％的氩气源，离子束的引出电压为2kv，离子束清洗时间为20分钟，通过冷却工装系统对m50轴承钢材料进行低温强化处理，冷却注入终端低温温度控制值为-150℃时，冷却时间为10小时；接着交替注入气体氮离子和金属钛离子3次，离子注入气体氮离子采用纯度为99.99％的氮气，注入能量为70kev，注入剂量为3.0×10¹⁷ions/cm²，离子注入金属钛离子采用99.98％的金属钛靶材，注入能量为45kev，注入剂量为3.0×10¹⁷ions/cm²；在离子注入的同时，通过冷却工装系统对气体氮离子和金属钛离子交替注入过程中的m50轴承钢材料进行变化低温温度强化处理，温度变化范围为-220℃～-60℃，首先低温温度控制值为-220℃，后续低温温度每小时升温20℃，至-60℃后每小时降温20℃，一次循环直至注入工艺结束。然后将经过超低温离子注入强化处理后的m50轴承钢材料放入酒精中清洗10分钟，并将其真空密封封存。

实施例2、

首先采用清洗试剂对m50轴承钢材料表面进行去油脂、去锈点、去杂质、去有机物残留、超声清洗，再使用干净绸布擦洗、擦干并放置于烘箱中烘干15分钟，使用轴承钢的超低温离子注入强化系统对对m50轴承钢材料进行超低温离子注入强化工艺，将得到的m50轴承钢钢材料放入到超低温离子注入强化系统的冷却终端上，关闭真空腔室的密封门，开启抽真空系统，抽真空至6.0×10^-4pa，冷却终端沿自身轴线匀速缓慢旋转的同时，采用气体离子源对m50轴承钢材料进行低能气体离子束清洗，使用纯度为99.99％的氩气源，离子束的引出电压为1kv，离子束清洗时间为30分钟，然后通过冷却工装系统对m50轴承钢材料进行低温强化处理，冷却注入终端低温温度控制值为-180℃时，冷却时间为15小时；接着交替注入气体氩离子和金属锆离子2次，离子注入气体氮离子采用纯度为99.99％的氩气，注入能量为80kev，注入剂量为2.0×10¹⁷ions/cm²，离子注入金属钛离子采用99.98％的金属钛靶材，注入能量为45kev，注入剂量为2.0×10¹⁷ions/cm²；在注入气体离子氩离子的同时，通过冷却工装系统对注入氮离子和锆离子的同时，通过冷却工装系统对注入过程中的m50轴承钢材料进行低温强化处理，低温温度控制值为-150℃。然后将经过超低温离子注入强化处理后的m50轴承钢材料放入酒精中清洗10分钟，并将其真空密封封存。

采用qness显微硬度测试仪进行硬度测试，设置参数为：单位hv，载荷10g和100g，加载时间10s，得出强化前后显微硬度对比图如图4所示，其中，基材指的未经任何强化处理的m50轴承钢；离子注入处理指的是仅进行本发明方法中的步骤(3)1)或b)(交替注入气体离子和金属离子，图2中的步骤m300)，其具体条件与实施例2中相同；冷处理指的是仅进行本发明方法中的步骤(3)2)或a)和b)深冷强化处理，图2中的步骤m400)，其具体条件与实施例2中相同，，冷+注入复合指的是经实施例2的复合强化处理。

由图4所示的m50轴承钢和强化后的m50轴承钢进行探针显微硬度测试的结果可以看出，进行超低温离子注入强化表面性能后的m50轴承钢比未进行强化m50轴承钢的硬度提高30％以上，且比仅进行离子注入的m50轴承钢的硬度提高20％，比仅进行深冷处理的m50轴承钢的硬度提高15％。

对经实施例2复合强化后的m50轴承钢材料进行摩擦磨损试验，采用umt-5摩擦磨损试验机进行往复摩擦磨损试验，对磨副为直径4mm的sin球，设置参数为：载荷1n，行程5mm。得出强化前后摩擦磨损对比图如图5所示。

由图5所示的m50轴承钢与强化后的m50轴承钢进行往复摩擦磨损试验后的结果可以看出，进行超低温离子注入强化表面性能后的m50轴承钢比未进行强化m50轴承钢的摩擦磨损试验耐磨损时间提高了近4倍，平均摩擦系数降低了60％以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。