軸承套圈的工序間防銹

周曉俠，李洪亮

(公主嶺軸承有限責任公司，吉林 公主嶺 136133)

軸承套圈在磨加工過程中容易產生銹蝕，這不但造成原材料和勞動力的浪費，而且還影響生產計劃的完成。因此，磨加工工序的銹蝕問題亟待解決。

1 常見軸承銹蝕

1.1 片狀黃銹

片狀黃銹的特點是呈片狀分布在產品表面，深度較淺，輕輕拋光即可除去。產生的主要原因是大氣中除了含有氧氣和水蒸氣外，還含有各種污染物，如二氧化硫、氮的氧化物及二氧化碳等氣體和各種固體塵埃。在溫度較高和潮濕的環境下，空氣中的水霧附著在軸承表面，形成一層極薄的水膜，酸性氣體溶解在水膜中，形成酸性電解液，產生銹蝕[1]。特別是北方的夏季，由于晝夜溫差大，空氣潮濕，容易形成凝露現象，造成片狀黃銹的產生。

1.2 黃色疊印銹

在套圈重疊面上，即兩個金屬表面緊密接觸時，在接觸面的外邊緣沒有銹蝕，但在重疊面上會有云彩狀的黃色疊印。這種銹蝕的產生主要是由于乳化液本身的重疊性不好，或乳化液中帶入雜質產生破乳后導致重疊性改變，產生了端面銹蝕。另外，碼垛存放的套圈的兩端面相疊處氧濃度較低，使鐵材料自身成為陽極，而暴露在空氣中的部分氧濃度較高，使金屬表面的雜質和其本身的夾雜物成為陰極，在金屬表面形成許多微電池[2]。在這種情況下，鐵原子失去2個電子，以二價正離子的形式溶解到由水蒸氣附著在金屬表面而形成的水膜中，同時釋放2個電子，通過金屬本身，到達陰極。陰極得到2個電子后與水膜中的氧原子結合，生成氫氧根離子OH-，即

Fe-2e→Fe2+，

(1)

(2)

陽極反應產生的二價鐵離子與陰極反應所產生的氫氧根離子又相互作用生成氫氧化亞鐵。氫氧化亞鐵在水中很不穩定，進一步與水和水中的氧作用，形成氫氧化鐵沉淀，附著在腐蝕的金屬表面，形成紅褐色的銹蝕。

Fe2++2OH-→Fe(OH)2，

(3)

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓。

(4)

2 影響軸承銹蝕的因素

2.1 濕度

相對濕度(在同一溫度下，空氣中的實際水蒸氣含量與當時飽和水蒸氣含量的比值)決定著水蒸氣能否在金屬表面凝聚形成水膜以及形成水膜的厚度及保持時間：當金屬的水膜極薄時(10 nm以下)，腐蝕速度很??；水膜的厚度為10 nm～1 mm時，氧氣很容易透過水膜到達金屬表面，完成氧的陰極去極化反應，此時金屬的腐蝕速度最大；但當水膜的厚度在1 mm以上(相當于全浸入水中)時，氧氣透過水膜到達金屬表面的速度就比較緩慢，腐蝕速度也因此變低并保持恒定[3]。鋼的臨界相對濕度為70%。在臨界濕度以下，金屬銹蝕的速度很慢，一旦超過臨界濕度，金屬銹蝕的速度會突然上升。

目前大多數軸承廠家的磨工工序間沒有中轉倉庫，未及時加工的套圈只能放在車間，而車間內的空氣流通性好，雨季時，空氣濕度對產品的影響尤為明顯。

2.2 溫度

溫度的影響要與相對濕度條件同時考慮，當溫度很高，而相對濕度小于70%時，溫度對腐蝕的影響很小，因此，高溫干燥的氣候下，金屬并不容易產生銹蝕；當相對濕度大于臨界相對濕度時，溫度每升高10 ℃，銹蝕速度將提高約2倍，所以，在氣溫高，雨水多的夏季，套圈很容易產生銹蝕。

2.3 氧氣

氧氣是金屬產生銹蝕必不可少的條件之一。在潮濕環境下，金屬表面附著有一層薄薄的水膜，很容易將空氣中的氧氣溶解擴散到金屬表面，完成氧的陰極去極化過程，如黃色疊印銹的產生等。軸承銹蝕中氧氣常起著主導性作用。

2.4 有害氣體和粉塵

SO2，CO2等酸性氣體接觸軸承及其零件后主要產生以下幾方面影響。

(1)大氣中SO2的體積達到一定程度(約占大氣總體積的0.01%)時，就可使金屬的臨界相對濕度由70%下降到50%。

SO2+ H2O→H2SO3，

(5)

(6)

(7)

這種酸性電解液，嚴重破壞金屬氧化膜。

(3)大氣中SO2含量雖然比氧少得多，但其在電解質水溶液中的溶解度要比氧的溶解度大1 300倍，當大氣中含SO2氣體為0.015%時，電解質溶液中SO2濃度已等于氧的濃度[2]。工業大氣中含有相當量的SO2，它將大大加速金屬的腐蝕過程。

空氣中的各種固體顆粒和粉塵落在產品上，易吸收水蒸氣，成為腐蝕的媒介。

2.5 清潔度

由于套圈磨削后會有少量的殘磁存在，在退磁不盡的情況下，形成磁場，產品表面容易粘附砂輪磨粒、鐵屑等加工產物，且很難清洗干凈，從而達不到清潔度要求，引起銹蝕。

2.6 磨削工序中的防銹

目前軸承套圈在磨削過程中所使用的冷卻液為半合成切削液，其在短期內具有一定的防銹作用，但由于磨加工半成品在工序間周轉、停留的時間較長，僅憑切削液進行工序間防銹是遠遠不夠的。如果產品在工序中未及時做防銹處理而長期存放，必將產生大量銹蝕。

2.7 磨削液的維護

磨削過程中由于產生高溫，磨削液易發生高溫腐蝕；在使用過程中和使用后，受大氣中一些腐蝕介質的侵蝕，會發生電化學腐蝕；生產過程中不注意衛生，有臟水流入其中，還會滋生大量細菌[4]。如果磨削液沒有及時維護，很容易失效，從而引起產品銹蝕。

3 預防措施

3.1 建立科學的防銹工藝流程

(1)對清洗劑、合成切削液以及主要的防銹原料制定相應的技術指標及檢驗規則，進廠后根據不同材料的質量標準進行嚴格檢測，合格后方可由供應部門發放使用。

(2)已加工的軸承套圈在工序中裸露停留超過4 h(冬季超過8 h)者，都必須送交半成品中轉倉庫進行清洗防銹。

(3)嚴格按照工藝配置防銹液，定期清洗防銹設備，保持設備清潔度。

(4)套圈可采取全浸泡和噴淋兩種方法進行防銹處理。

(5)防銹處理時要隨時除去防銹液表面雜質，更換溶液時要徹底清洗容器。

(6)配制后的各種溶液應在規定期限內使用，以防變質。

(7)化驗員每周應對使用中的防銹劑、冷卻液做2次防銹試驗，同時對pH值及折光率進行監控，并將結果及時反饋給相關的管理人員，以便進行調整和更換。

3.2 對生產管理的要求

(1)合理安排生產計劃，縮短產品在工序中的停留時間。

(2)在沒有中轉倉庫的情況下，潮濕天氣時，除了按時噴防銹液外，還應將產品集中起來加蓋雙層塑料薄膜，隔離外界潮濕空氣，減少空氣流通；晚上關緊門窗，減小溫差，以免造成凝露現象。保持相對濕度在65%以下，24 h溫差小于5 ℃為宜。

(3)天氣晴朗時，要多注意室內通風，避免日光直射產品。

(4)盡量清洗干凈套圈表面附著物，提高產品清潔度。

(5)檢驗部門應定期對磨削液的pH值、折光率以及防銹性能進行監測，并通知生產部門及時補加原液，保證其達到規定濃度。

(6)車間打掃衛生所用的臟水不得進入磨削液的回流槽中，禁止使用正常的磨削液清洗機床、地面及物品。

(7)在周末或節假日停工時，磨削液處于靜止狀態，為了抑制厭氧細菌生長，應在停機前適當提高工作液的濃度和pH值(維持在9.1以上)，并加入防腐殺菌劑[5]。

3.3 對人員的要求

(1)培養有技術的專業管理人員。防銹管理工作要以預防為主，防患于未然。要求防銹管理人員具有扎實的金屬防腐知識，熟悉軸承加工過程，具備一定的專業技術水平和處理生產中出現問題的能力；能充分認識軸承防銹工作的重要性，有責任心，能夠認真履行防銹工藝規程，杜絕生產線上的不良現象。

(2)做好一線工人的培訓工作。操作工人與產品的接觸最為緊密，因此，要經常開展新工藝、新技術的學習和推廣工作，向工人普及防銹基本知識，讓專業防銹與工人的日常防銹結合起來，以有效保證產品的質量。

4 結束語

只有通過科學的管理方法，合理安排生產計劃，增強員工的產品質量意識，充分發動群眾，人人關心防銹，處處重視防銹，才能搞好軸承套圈防銹工作，提高產品質量，保證生產順利進行。