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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(lèi):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(lái),在軸承生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節,常發(fā)現軸承套圈表面出現單點(diǎn)或多點(diǎn)的準圓形或長(cháng)圓形黑點(diǎn)狀缺陷,如下圖所示。特別是單點(diǎn)缺陷,經(jīng)常會(huì )誤認為是材料缺陷,對套圈進(jìn)行金相制樣發(fā)現,與材料缺陷不同的是,它們都發(fā)生在套圈的表面,內部尖深,內部的顯微金相組織并無(wú)異常。進(jìn)一步的微觀(guān)分析可知,這些缺陷實(shí)質(zhì)是一種表面局部腐蝕——小孔腐蝕。

 小孔腐蝕外觀(guān)為圓形或長(cháng)圓形的黑(深灰)點(diǎn),最大直徑一般不超過(guò)0.2mm,隨機分布且較分散。
將點(diǎn)狀缺陷進(jìn)行縱向解剖,進(jìn)行顯微觀(guān)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(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(dòng)、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(shí)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(huì )受活性的金屬表面陽(yáng)離子作用而發(fā)生電遷移,富集于金屬陽(yáng)極表面,引起金屬電極的腐蝕電位升高;當金屬陽(yáng)極腐蝕電位高到一定程度,達到形成腐蝕核的臨界值,陽(yáng)極開(kāi)始溶解,陽(yáng)極電流急劇增大,同時(shí)在金屬表面形成凹坑。
小孔腐蝕預防與處理
一般來(lái)說(shuō),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(jiàn)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(guò)程(如酸洗、酸印等)未能及時(shí)中和并清洗干凈等等;還有目前一些地區環(huán)境污染嚴重,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(gè)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(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(guò)程中,很多環(huán)節都有可能產(chǎn)生小孔腐蝕,特別是套圈車(chē)加工后的儲存和周轉環(huán)節。有時(shí)套圈車(chē)削后,沒(méi)有馬上進(jìn)行熱處理,這時(shí)表面的鈍化膜比較脆弱易發(fā)生小孔腐蝕;由于車(chē)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,也導致了小孔腐蝕的發(fā)生;隨著(zhù)車(chē)制件儲存時(shí)間的持續,可能會(huì )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(guò)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(yáng)極反應,使小孔繼續變深。因此,除過(guò)銹的零件最好在防銹液中浸泡一段時(shí)間,以改善金屬陽(yáng)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(huán)境,更要避免小孔腐蝕這類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生。嚴格按照清洗防銹規程對加工過(guò)程中的軸承套圈進(jìn)行防銹處理,使用的清洗液、防銹油(液)應滿(mǎn)足工藝技術(shù)規定的要求;同時(shí)加快生產(chǎn)環(huán)節中的周轉速度,防止各種磕碰傷。
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