濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線(xiàn)運動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持，在機械行業(yè)技術(shù)方面有著(zhù)非常豐富的經(jīng)驗，今天濟南鴻慷機電進(jìn)口軸承專(zhuān)家為大家介紹一下軸承套圈表面的小孔腐蝕。

　1　小孔腐蝕的特征

　　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，如圖1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。

圖1 軸承套圈表面的局部腐蝕 （10×）

　　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（圖2）。經(jīng)分析，坑底物質(zhì)主要是FeCl2•4H2O和Fe3O4，為腐蝕產(chǎn)物[1]。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。

圖2 小孔腐蝕

　　2　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。這是一個(gè)不可逆反應[1]，如下

　　Fe→Fe2++2e　　（1）

　　又由于表面的凹陷阻滯了陰離子（Cl-）和金屬陽(yáng)離子的向外擴散，凹坑內繼Fe的陽(yáng)極溶解反應之后，又進(jìn)行了Fe2+的水解反應（可逆反應）：

　　Fe2++H2O⇔FeOH++H+　　（2）

　　使得孔內H+的濃度增高，同時(shí)離子的電遷移過(guò)程也增加了孔內陰離子的濃度。如果陰離子為Cl-，這就相當于隨著(zhù)腐蝕孔的發(fā)展，不斷向孔內添加HCl溶液一樣。

　　上述過(guò)程不斷循環(huán)，腐蝕坑不斷加深，形成小孔腐蝕（圖3）。

圖3 鋼在含Cl-溶液中的小孔腐蝕機理

　　文獻[2]示出了孔底陽(yáng)極電流密度I=1A/cm2時(shí)，孔內的pH值隨孔深度x的變化曲線(xiàn)，如圖4所示。從圖中曲線(xiàn)可以看到，若在孔外（x=0處）pH=10，那么孔深x=0.01cm處的pH值已劇降至4以下，亦即，此時(shí)孔底的H+的濃度比孔外的高一百萬(wàn)倍以上。

圖4 孔內溶液的pH值隨孔深的變化

　　3　小孔腐蝕再現試驗

　　取2個(gè)6205軸承內圈車(chē)制件，切割成兩半，一半用于檢查，一半用于小孔腐蝕再現試驗。

　　依據GB/T18254-2002，分別取2個(gè)套圈的一半，檢查其低倍、非金屬夾雜物、顯微組織和碳化物均勻性（表1），均符合標準要求。

表1 套圈材料組織檢查　級

　　再將2個(gè)套圈的另一半置于10%的HCl水溶液（pH=5）中，加熱至50e（模擬南方夏日室外溫度），保溫30min，然后將試樣用清水沖洗并拭干，樣品表面會(huì )呈現一些很小的黑色腐蝕點(diǎn)。在腐蝕點(diǎn)位置切開(kāi)樣品，從截面觀(guān)察腐蝕點(diǎn)，其形態(tài)特征及坑底腐蝕產(chǎn)物與圖2和圖3一致。

　　4　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。

　　5　結束語(yǔ)

　　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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