「軸承知識」軸承套圈表面的小孔腐蝕是怎么形成的
「軸承知識」軸承套圈表面的小孔腐蝕是怎么形成的
- 2024/10/16 8:59:16
近期以來，在軸承生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，常發(fā)現(xiàn)軸承套圈表面出現(xiàn)單點或多點的準(zhǔn)圓形或長圓形黑點狀缺陷，如下圖所示。特別是單點缺陷，經(jīng)常會誤認(rèn)為是材料缺陷，對套圈進(jìn)行金相制樣發(fā)現(xiàn)，與材料缺陷不同的是，它們都發(fā)生在套圈的表面，內(nèi)部尖深，內(nèi)部的顯微金相組織并無異常。進(jìn)一步的微觀分析可知，這些缺陷實質(zhì)是一種表面局部腐蝕——小孔腐蝕。
小孔腐蝕
小孔腐蝕外觀為圓形或長圓形的黑（深灰）點，最大直徑一般不超過0.2mm，隨機分布且較分散。
將點狀缺陷進(jìn)行縱向解剖，進(jìn)行顯微觀察，腐蝕孔的截面形態(tài)為腐蝕垂直于表面向縱深發(fā)展。經(jīng)分析，坑底物質(zhì)主要是FeCl2?4H2O和Fe3O4，為腐蝕產(chǎn)物。嚴(yán)重的小孔腐蝕還可能伴生氫脆或應(yīng)力腐蝕，所以這是一種危害很大的缺陷。
正常情況下，金屬表面都有一層鈍化膜，保護金屬不發(fā)生氧化和腐蝕，但由于金屬表面存在化學(xué)或物理性質(zhì)的不均勻性，例如較大的成分波動、非金屬夾雜、異物粘附、機械損傷、氧化膜裂隙等等，使得表面鈍化膜可能被破壞。失去了鈍化膜的金屬表面即處于活性溶解狀態(tài)，此時如果遇到一定濃度的電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液中的侵蝕性陰離子（如Cl-）會受活性的金屬表面陽離子作用而發(fā)生電遷移，富集于金屬陽極表面，引起金屬電極的腐蝕電位升高;當(dāng)金屬陽極腐蝕電位高到一定程度，達(dá)到形成腐蝕核的臨界值，陽極開始溶解，陽極電流急劇增大，同時在金屬表面形成凹坑。
一般來說，光滑、清潔和干燥的表面上不易發(fā)生小孔腐蝕。軸承零件發(fā)生腐蝕的原因有很多，最常見的是潮濕空氣、海風(fēng)海水、汗液的侵蝕，防銹油（脂）氧化變質(zhì)，以及工序間各種化學(xué)處理過程（如酸洗、酸印等）未能及時中和并清洗干凈等等；還有目前一些地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重，酸雨、酸霧頻繁發(fā)生，其中富含的硝酸、鹽酸使得零件產(chǎn)生小孔腐蝕的傾向大增[3]。
小孔腐蝕的形成必須具備2個條件：金屬表面鈍化膜有局部破壞和金屬表面有侵蝕性陰離子（如Cl-）存在。因此要預(yù)防零件發(fā)生小孔腐蝕，首先要保持零件表面清潔和避免物理和化學(xué)損傷，特別注意要避免接觸含鹽（NaCl）或酸的溶液。
在軸承生產(chǎn)過程中，很多環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生小孔腐蝕，特別是套圈車加工后的儲存和周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。有時套圈車削后，沒有馬上進(jìn)行熱處理，這時表面的鈍化膜比較脆弱易發(fā)生小孔腐蝕;由于車制件是毛坯零件，常常不重視對其進(jìn)行必要的表面防護，提供良好的儲存環(huán)境，避免磕碰傷，也導(dǎo)致了小孔腐蝕的發(fā)生；隨著車制件儲存時間的持續(xù)，可能會生成較深的腐蝕孔，以致于磨加工都不能消除這些小孔。
一旦零件表面形成小孔腐蝕，如果其尺寸允許，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)哪ハ髁?，盡可能將腐蝕坑磨去，不留殘余；并通過如噴淋防銹液等化學(xué)或電化學(xué)方法，重新建立表面鈍化膜，以防腐蝕再次發(fā)生[3]。但在生產(chǎn)中亦應(yīng)注意，由于小孔腐蝕深度較深，直徑也較小，往往去除不徹底，導(dǎo)致孔底繼續(xù)陽極反應(yīng)，使小孔繼續(xù)變深。因此，除過銹的零件最好在防銹液中浸泡一段時間，以改善金屬陽極電位，恢復(fù)金屬表面鈍化膜。
小孔腐蝕不僅影響軸承的精度和表面粗糙度，而且還降低其使用壽命，甚至導(dǎo)致報廢，因此應(yīng)引起人們的充分重視。特別是處于潮濕、炎熱、近海的氣候環(huán)境，更要避免小孔腐蝕這類問題的產(chǎn)生。嚴(yán)格按照清洗防銹規(guī)程對加工過程中的軸承套圈進(jìn)行防銹處理，使用的清洗液、防銹油（液）應(yīng)滿足工藝技術(shù)規(guī)定的要求;同時加快生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的周轉(zhuǎn)速度，防止各種磕碰傷。