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軸承套圈表面的小孔腐蝕是怎么形成的

2020/11/2 13:17:26 次瀏覽 分類:新聞資訊

軸承套圈表面的小孔腐蝕是怎么形成的

 近期以來,在軸承生產的各個環節,常發現軸承套圈表面出現單點或多點的準圓形或長圓形黑點狀缺陷,如下圖所示。特別是單點缺陷,經常會誤認為是材料缺陷,對套圈進行金相制樣發現,與材料缺陷不同的是,它們都發生在套圈的表面,內部尖深,內部的顯微金相組織并無異常。進一步的微觀分析可知,這些缺陷實質是一種表面局部腐蝕——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。
將點狀缺陷進行縱向解剖,進行顯微觀察,腐蝕孔的截面形態為腐蝕垂直于表面向縱深發展。經分析,坑底物質主要是FeCl2?4H2O和Fe3O4,為腐蝕產物。嚴重的小孔腐蝕還可能伴生氫脆或應力腐蝕,所以這是一種危害很大的缺陷。
小孔腐蝕形成機理
正常情況下,金屬表面都有一層鈍化膜,保護金屬不發生氧化和腐蝕,但由于金屬表面存在化學或物理性質的不均勻性,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,此時如果遇到一定濃度的電解質溶液,電解質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;當金屬陽極腐蝕電位高到一定程度,達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。
小孔腐蝕預防與處理
一般來說,光滑、清潔和干燥的表面上不易發生小孔腐蝕。軸承零件發生腐蝕的原因有很多,最常見的是潮濕空氣、海風海水、汗液的侵蝕,防銹油(脂)氧化變質,以及工序間各種化學處理過程(如酸洗、酸印等)未能及時中和并清洗干凈等等;還有目前一些地區環境污染嚴重,酸雨、酸霧頻繁發生,其中富含的硝酸、鹽酸使得零件產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。因此要預防零件發生小孔腐蝕,首先要保持零件表面清潔和避免物理和化學損傷,特別注意要避免接觸含鹽(NaCl)或酸的溶液。
在軸承生產過程中,很多環節都有可能產生小孔腐蝕,特別是套圈車加工后的儲存和周轉環節。有時套圈車削后,沒有馬上進行熱處理,這時表面的鈍化膜比較脆弱易發生小孔腐蝕;由于車制件是毛坯零件,常常不重視對其進行必要的表面防護,提供良好的儲存環境,避免磕碰傷,也導致了小孔腐蝕的發生;隨著車制件儲存時間的持續,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,應采用適當的磨削量,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或電化學方法,重新建立表面鈍化膜,以防腐蝕再次發生[3]。但在生產中亦應注意,由于小孔腐蝕深度較深,直徑也較小,往往去除不徹底,導致孔底繼續陽極反應,使小孔繼續變深。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,甚至導致報廢,因此應引起人們的充分重視。特別是處于潮濕、炎熱、近海的氣候環境,更要避免小孔腐蝕這類問題的產生。嚴格按照清洗防銹規程對加工過程中的軸承套圈進行防銹處理,使用的清洗液、防銹油(液)應滿足工藝技術規定的要求;同時加快生產環節中的周轉速度,防止各種磕碰傷。
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