軸承套圈的工序間防銹

周曉俠，李洪亮

(公主嶺軸承有限責(zé)任公司，吉林 公主嶺 136133)

軸承套圈在磨加工過(guò)程中容易產(chǎn)生銹蝕，這不但造成原材料和勞動(dòng)力的浪費(fèi)，而且還影響生產(chǎn)計(jì)劃的完成。因此，磨加工工序的銹蝕問(wèn)題亟待解決。

1 常見(jiàn)軸承銹蝕

1.1 片狀黃銹

片狀黃銹的特點(diǎn)是呈片狀分布在產(chǎn)品表面，深度較淺，輕輕拋光即可除去。產(chǎn)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(huán)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(chǎn)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(xiàn)象，造成片狀黃銹的產(chǎn)生。

1.2 黃色疊印銹

在套圈重疊面上，即兩個(gè)金屬表面緊密接觸時(shí)，在接觸面的外邊緣沒(méi)有銹蝕，但在重疊面上會(huì)有云彩狀的黃色疊印。這種銹蝕的產(chǎn)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(zhì)產(chǎn)生破乳后導(dǎo)致重疊性改變，產(chǎn)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(yáng)極，而暴露在空氣中的部分氧濃度較高，使金屬表面的雜質(zhì)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(gè)電子，以二價(jià)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(shí)釋放2個(gè)電子，通過(guò)金屬本身，到達(dá)陰極。陰極得到2個(gè)電子后與水膜中的氧原子結(jié)合，生成氫氧根離子OH-，即

Fe-2e→Fe2+，

(1)

(2)

陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的二價(jià)鐵離子與陰極反應(yīng)所產(chǎn)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(wěn)定，進(jìn)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(duì)濕度(在同一溫度下，空氣中的實(shí)際水蒸氣含量與當(dāng)時(shí)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(shí)間：當(dāng)金屬的水膜極薄時(shí)(10 nm以下)，腐蝕速度很小；水膜的厚度為10 nm～1 mm時(shí)，氧氣很容易透過(guò)水膜到達(dá)金屬表面，完成氧的陰極去極化反應(yīng)，此時(shí)金屬的腐蝕速度最大；但當(dāng)水膜的厚度在1 mm以上(相當(dāng)于全浸入水中)時(shí)，氧氣透過(guò)水膜到達(dá)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(duì)濕度為70%。在臨界濕度以下，金屬銹蝕的速度很慢，一旦超過(guò)臨界濕度，金屬銹蝕的速度會(huì)突然上升。

目前大多數(shù)軸承廠家的磨工工序間沒(méi)有中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)，未及時(shí)加工的套圈只能放在車間，而車間內(nèi)的空氣流通性好，雨季時(shí)，空氣濕度對(duì)產(chǎn)品的影響尤為明顯。

2.2 溫度

溫度的影響要與相對(duì)濕度條件同時(shí)考慮，當(dāng)溫度很高，而相對(duì)濕度小于70%時(shí)，溫度對(duì)腐蝕的影響很小，因此，高溫干燥的氣候下，金屬并不容易產(chǎn)生銹蝕；當(dāng)相對(duì)濕度大于臨界相對(duì)濕度時(shí)，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(chǎn)生銹蝕。

2.3 氧氣

氧氣是金屬產(chǎn)生銹蝕必不可少的條件之一。在潮濕環(huán)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(kuò)散到金屬表面，完成氧的陰極去極化過(guò)程，如黃色疊印銹的產(chǎn)生等。軸承銹蝕中氧氣常起著主導(dǎo)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(chǎn)生以下幾方面影響。

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

SO2+ H2O→H2SO3，

(5)

(6)

(7)

這種酸性電解液，嚴(yán)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(zhì)水溶液中的溶解度要比氧的溶解度大1 300倍，當(dāng)大氣中含SO2氣體為0.015%時(shí)，電解質(zhì)溶液中SO2濃度已等于氧的濃度[2]。工業(yè)大氣中含有相當(dāng)量的SO2，它將大大加速金屬的腐蝕過(guò)程。

空氣中的各種固體顆粒和粉塵落在產(chǎn)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(huì)有少量的殘磁存在，在退磁不盡的情況下，形成磁場(chǎng)，產(chǎn)品表面容易粘附砂輪磨粒、鐵屑等加工產(chǎn)物，且很難清洗干凈，從而達(dá)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(guò)程中所使用的冷卻液為半合成切削液，其在短期內(nèi)具有一定的防銹作用，但由于磨加工半成品在工序間周轉(zhuǎn)、停留的時(shí)間較長(zhǎng)，僅憑切削液進(jìn)行工序間防銹是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果產(chǎn)品在工序中未及時(shí)做防銹處理而長(zhǎng)期存放，必將產(chǎn)生大量銹蝕。

2.7 磨削液的維護(hù)

磨削過(guò)程中由于產(chǎn)生高溫，磨削液易發(fā)生高溫腐蝕；在使用過(guò)程中和使用后，受大氣中一些腐蝕介質(zhì)的侵蝕，會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕；生產(chǎn)過(guò)程中不注意衛(wèi)生，有臟水流入其中，還會(huì)滋生大量細(xì)菌[4]。如果磨削液沒(méi)有及時(shí)維護(hù)，很容易失效，從而引起產(chǎn)品銹蝕。

3 預(yù)防措施

3.1 建立科學(xué)的防銹工藝流程

(1)對(duì)清洗劑、合成切削液以及主要的防銹原料制定相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)及檢驗(yàn)規(guī)則，進(jìn)廠后根據(jù)不同材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，合格后方可由供應(yīng)部門發(fā)放使用。

(2)已加工的軸承套圈在工序中裸露停留超過(guò)4 h(冬季超過(guò)8 h)者，都必須送交半成品中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行清洗防銹。

(3)嚴(yán)格按照工藝配置防銹液，定期清洗防銹設(shè)備，保持設(shè)備清潔度。

(4)套圈可采取全浸泡和噴淋兩種方法進(jìn)行防銹處理。

(5)防銹處理時(shí)要隨時(shí)除去防銹液表面雜質(zhì)，更換溶液時(shí)要徹底清洗容器。

(6)配制后的各種溶液應(yīng)在規(guī)定期限內(nèi)使用，以防變質(zhì)。

(7)化驗(yàn)員每周應(yīng)對(duì)使用中的防銹劑、冷卻液做2次防銹試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)pH值及折光率進(jìn)行監(jiān)控，并將結(jié)果及時(shí)反饋給相關(guān)的管理人員，以便進(jìn)行調(diào)整和更換。

3.2 對(duì)生產(chǎn)管理的要求

(1)合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，縮短產(chǎn)品在工序中的停留時(shí)間。

(2)在沒(méi)有中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)的情況下，潮濕天氣時(shí)，除了按時(shí)噴防銹液外，還應(yīng)將產(chǎn)品集中起來(lái)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(guān)緊門窗，減小溫差，以免造成凝露現(xiàn)象。保持相對(duì)濕度在65%以下，24 h溫差小于5 ℃為宜。

(3)天氣晴朗時(shí)，要多注意室內(nèi)通風(fēng)，避免日光直射產(chǎn)品。

(4)盡量清洗干凈套圈表面附著物，提高產(chǎn)品清潔度。

(5)檢驗(yàn)部門應(yīng)定期對(duì)磨削液的pH值、折光率以及防銹性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通知生產(chǎn)部門及時(shí)補(bǔ)加原液，保證其達(dá)到規(guī)定濃度。

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

(7)在周末或節(jié)假日停工時(shí)，磨削液處于靜止?fàn)顟B(tài)，為了抑制厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)，應(yīng)在停機(jī)前適當(dāng)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(duì)人員的要求

(1)培養(yǎng)有技術(shù)的專業(yè)管理人員。防銹管理工作要以預(yù)防為主，防患于未然。要求防銹管理人員具有扎實(shí)的金屬防腐知識(shí)，熟悉軸承加工過(guò)程，具備一定的專業(yè)技術(shù)水平和處理生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題的能力；能充分認(rèn)識(shí)軸承防銹工作的重要性，有責(zé)任心，能夠認(rèn)真履行防銹工藝規(guī)程，杜絕生產(chǎn)線上的不良現(xiàn)象。

(2)做好一線工人的培訓(xùn)工作。操作工人與產(chǎn)品的接觸最為緊密，因此，要經(jīng)常開(kāi)展新工藝、新技術(shù)的學(xué)習(xí)和推廣工作，向工人普及防銹基本知識(shí)，讓專業(yè)防銹與工人的日常防銹結(jié)合起來(lái)，以有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

只有通過(guò)科學(xué)的管理方法，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，增強(qiáng)員工的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)，充分發(fā)動(dòng)群眾，人人關(guān)心防銹，處處重視防銹，才能搞好軸承套圈防銹工作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。