「轴承知识」轴承套圈表面的小孔腐蚀是怎么形成的
「轴承知识」轴承套圈表面的小孔腐蚀是怎么形成的
- 2024/10/16 8:59:16
近期以来，在轴承生产的各个环节，常发现轴承套圈表面出现单点或多点的准圆形或长圆形黑点状缺陷，如下图所示。特别是单点缺陷，经常会误认为是材料缺陷，对套圈进行金相制样发现，与材料缺陷不同的是，它们都发生在套圈的表面，内部尖深，内部的显微金相组织并无异常。进一步的微观分析可知，这些缺陷实质是一种表面局部腐蚀——小孔腐蚀。
小孔腐蚀
小孔腐蚀外观为圆形或长圆形的黑（深灰）点，最大直径一般不超过0.2mm，随机分布且较分散。
将点状缺陷进行纵向解剖，进行显微观察，腐蚀孔的截面形态为腐蚀垂直于表面向纵深发展。经分析，坑底物质主要是FeCl2•4H2O和Fe3O4，为腐蚀产物。严重的小孔腐蚀还可能伴生氢脆或应力腐蚀，所以这是一种危害很大的缺陷。
正常情况下，金属表面都有一层钝化膜，保护金属不发生氧化和腐蚀，但由于金属表面存在化学或物理性质的不均匀性，例如较大的成分波动、非金属夹杂、异物粘附、机械损伤、氧化膜裂隙等等，使得表面钝化膜可能被破坏。失去了钝化膜的金属表面即处于活性溶解状态，此时如果遇到一定浓度的电解质溶液，电解质溶液中的侵蚀性阴离子（如Cl-）会受活性的金属表面阳离子作用而发生电迁移，富集于金属阳极表面，引起金属电极的腐蚀电位升高;当金属阳极腐蚀电位高到一定程度，达到形成腐蚀核的临界值，阳极开始溶解，阳极电流急剧增大，同时在金属表面形成凹坑。
一般来说，光滑、清洁和干燥的表面上不易发生小孔腐蚀。轴承零件发生腐蚀的原因有很多，最常见的是潮湿空气、海风海水、汗液的侵蚀，防锈油（脂）氧化变质，以及工序间各种化学处理过程（如酸洗、酸印等）未能及时中和并清洗干净等等；还有目前一些地区环境污染严重，酸雨、酸雾频繁发生，其中富含的硝酸、盐酸使得零件产生小孔腐蚀的倾向大增[3]。
小孔腐蚀的形成必须具备2个条件：金属表面钝化膜有局部破坏和金属表面有侵蚀性阴离子（如Cl-）存在。因此要预防零件发生小孔腐蚀，首先要保持零件表面清洁和避免物理和化学损伤，特别注意要避免接触含盐（NaCl）或酸的溶液。
在轴承生产过程中，很多环节都有可能产生小孔腐蚀，特别是套圈车加工后的储存和周转环节。有时套圈车削后，没有马上进行热处理，这时表面的钝化膜比较脆弱易发生小孔腐蚀;由于车制件是毛坯零件，常常不重视对其进行必要的表面防护，提供良好的储存环境，避免磕碰伤，也导致了小孔腐蚀的发生；随着车制件储存时间的持续，可能会生成较深的腐蚀孔，以致于磨加工都不能消除这些小孔。
一旦零件表面形成小孔腐蚀，如果其尺寸允许，应采用适当的磨削量，尽可能将腐蚀坑磨去，不留残余；并通过如喷淋防锈液等化学或电化学方法，重新建立表面钝化膜，以防腐蚀再次发生[3]。但在生产中亦应注意，由于小孔腐蚀深度较深，直径也较小，往往去除不彻底，导致孔底继续阳极反应，使小孔继续变深。因此，除过锈的零件最好在防锈液中浸泡一段时间，以改善金属阳极电位，恢复金属表面钝化膜。
小孔腐蚀不仅影响轴承的精度和表面粗糙度，而且还降低其使用寿命，甚至导致报废，因此应引起人们的充分重视。特别是处于潮湿、炎热、近海的气候环境，更要避免小孔腐蚀这类问题的产生。严格按照清洗防锈规程对加工过程中的轴承套圈进行防锈处理，使用的清洗液、防锈油（液）应满足工艺技术规定的要求;同时加快生产环节中的周转速度，防止各种磕碰伤。