濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下軸承套圈表面的小孔腐蝕。

  1　小(xiao)孔腐蝕(shi)的特征(zheng)

　　近(jin)期以(yi)來(lai)，在(zai)軸承(cheng)生產的(de)(de)各個(ge)環(huan)節，常(chang)發現(xian)(xian)軸承(cheng)套(tao)圈表(biao)面出現(xian)(xian)單點或(huo)多點的(de)(de)準圓形或(huo)長圓形黑(hei)點狀缺(que)(que)陷(xian)(xian)，如圖(tu)1所(suo)示(shi)。特(te)別是(shi)單點缺(que)(que)陷(xian)(xian)，經常(chang)會誤認為是(shi)材料缺(que)(que)陷(xian)(xian)，對套(tao)圈進行金(jin)相制樣發現(xian)(xian)，與材料缺(que)(que)陷(xian)(xian)不同的(de)(de)是(shi)，它們都發生在(zai)套(tao)圈的(de)(de)表(biao)面，內(nei)部尖深，內(nei)部的(de)(de)顯微(wei)金(jin)相組(zu)織并(bing)無異常(chang)。進一(yi)步的(de)(de)微(wei)觀(guan)分析可知，這些(xie)缺(que)(que)陷(xian)(xian)實(shi)質(zhi)是(shi)一(yi)種表(biao)面局部腐(fu)蝕——小孔(kong)腐(fu)蝕。

圖1 軸承套圈表面的局部腐蝕 （10×）

　　小(xiao)孔腐(fu)蝕外觀(guan)為圓形(xing)(xing)或長圓形(xing)(xing)的(de)黑（深灰(hui)）點，最(zui)大直徑一(yi)般不超過0.2mm，隨機分布且(qie)較分散(san)。

　　將點狀缺(que)陷進行縱向(xiang)解剖，進行顯微觀察(cha)，腐(fu)蝕孔(kong)的(de)(de)截(jie)面(mian)形態為(wei)腐(fu)蝕垂直于表面(mian)向(xiang)縱深(shen)發展（圖2）。經分析(xi)，坑底物質(zhi)主要(yao)是(shi)FeCl2•4H2O和Fe3O4，為(wei)腐(fu)蝕產物[1]。嚴重的(de)(de)小孔(kong)腐(fu)蝕還可能伴(ban)生氫脆或應力腐(fu)蝕，所以這(zhe)是(shi)一種(zhong)危害很大的(de)(de)缺(que)陷。

圖2 小孔腐蝕

　　2　小(xiao)孔(kong)腐蝕形成機(ji)理

　　正常情況下(xia)(xia)，金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)都有一(yi)層鈍化(hua)膜(mo)(mo)，保(bao)護金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)不(bu)發生(sheng)氧化(hua)和腐(fu)蝕，但由于金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)存在化(hua)學或物理性質的(de)不(bu)均勻性，例如較(jiao)大(da)的(de)成分波(bo)動、非(fei)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)夾(jia)雜、異物粘附(fu)、機械損傷、氧化(hua)膜(mo)(mo)裂(lie)隙等等，使(shi)得表面(mian)鈍化(hua)膜(mo)(mo)可能(neng)被(bei)破壞。失去了鈍化(hua)膜(mo)(mo)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)即處于活性溶解(jie)(jie)狀態，此(ci)時(shi)如果遇到(dao)一(yi)定(ding)濃(nong)度的(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質溶液(ye)(ye)，電(dian)(dian)解(jie)(jie)質溶液(ye)(ye)中的(de)侵蝕性陰離(li)子（如Cl-）會受活性的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)陽(yang)(yang)(yang)離(li)子作用而發生(sheng)電(dian)(dian)遷(qian)移，富集(ji)于金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)表面(mian)，引(yin)起金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)電(dian)(dian)極(ji)的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位升(sheng)高;當金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位高到(dao)一(yi)定(ding)程度，達到(dao)形成腐(fu)蝕核的(de)臨界值，陽(yang)(yang)(yang)極(ji)開始溶解(jie)(jie)，陽(yang)(yang)(yang)極(ji)電(dian)(dian)流(liu)急劇增大(da)，同時(shi)在金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)形成凹坑。這是一(yi)個不(bu)可逆反應[1]，如下(xia)(xia)

　　Fe→Fe2++2e　　（1）

　　又由(you)于表面的凹陷阻滯了(le)(le)陰離子（Cl-）和金屬(shu)陽(yang)(yang)離子的向(xiang)外擴散，凹坑內繼Fe的陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解反(fan)應(ying)之后(hou)，又進行了(le)(le)Fe2+的水解反(fan)應(ying)（可(ke)逆反(fan)應(ying)）：

　　Fe2++H2O⇔FeOH++H+　　（2）

　　使得孔內(nei)H+的(de)濃(nong)度增高，同時(shi)離(li)子(zi)(zi)的(de)電遷移過(guo)程也增加(jia)了孔內(nei)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)的(de)濃(nong)度。如果(guo)陰(yin)離(li)子(zi)(zi)為Cl-，這就相當于隨著腐蝕孔的(de)發(fa)展，不斷向孔內(nei)添加(jia)HCl溶液一樣(yang)。

　　上述過程不斷(duan)循環，腐(fu)蝕坑不斷(duan)加深，形成(cheng)小孔腐(fu)蝕（圖3）。

圖(tu)3 鋼在含Cl-溶液中的小孔腐蝕機理

　　文獻[2]示出(chu)了(le)孔(kong)(kong)底(di)陽極電流密度I=1A/cm2時，孔(kong)(kong)內(nei)的(de)(de)(de)pH值隨(sui)孔(kong)(kong)深度x的(de)(de)(de)變化曲線，如圖(tu)4所示。從圖(tu)中曲線可以看到，若在孔(kong)(kong)外（x=0處）pH=10，那(nei)么孔(kong)(kong)深x=0.01cm處的(de)(de)(de)pH值已(yi)劇降至(zhi)4以下，亦即(ji)，此時孔(kong)(kong)底(di)的(de)(de)(de)H+的(de)(de)(de)濃度比(bi)孔(kong)(kong)外的(de)(de)(de)高一(yi)百萬倍以上。

圖4 孔內溶液的pH值隨孔深的變化

　　3　小孔腐蝕(shi)再現試(shi)驗

　　取2個6205軸(zhou)承內(nei)圈車(che)制件，切(qie)割成兩半(ban)，一半(ban)用于檢查，一半(ban)用于小孔腐蝕再現試驗。

　　依據GB/T18254-2002，分(fen)別取(qu)2個(ge)套圈(quan)的一半，檢查其(qi)低(di)倍、非(fei)金屬夾雜物、顯微(wei)組織和碳化(hua)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(jiang)(jiang)2個(ge)套圈(quan)的另一半置(zhi)于10%的HCl水(shui)溶(rong)液(ye)（pH=5）中(zhong)，加(jia)熱至50e（模擬南方(fang)夏日室(shi)外溫(wen)度(du)），保(bao)溫(wen)30min，然后將(jiang)(jiang)試(shi)樣(yang)(yang)用清水(shui)沖洗并拭干(gan)，樣(yang)(yang)品表(biao)面會呈現一些很小(xiao)的黑色(se)腐蝕(shi)點(dian)。在腐蝕(shi)點(dian)位置(zhi)切開樣(yang)(yang)品，從截面觀察腐蝕(shi)點(dian)，其形態特(te)征及坑底腐蝕(shi)產物與圖(tu)2和圖(tu)3一致。

　　4　小孔腐(fu)蝕(shi)預防與處理(li)

　　一般(ban)來說，光滑、清潔和(he)(he)干燥的(de)(de)(de)表(biao)面上不(bu)易發(fa)生(sheng)小孔腐(fu)蝕(shi)。軸承零件發(fa)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)有(you)很多，最常見的(de)(de)(de)是(shi)潮濕(shi)空氣、海風(feng)海水、汗液的(de)(de)(de)侵蝕(shi)，防銹油（脂(zhi)）氧(yang)化變質(zhi)，以及工序間各種化學(xue)處理過程（如酸洗、酸印等(deng)）未(wei)能及時中和(he)(he)并清洗干凈等(deng)等(deng)；還(huan)有(you)目前一些地區環境(jing)污染嚴重，酸雨、酸霧頻繁發(fa)生(sheng)，其中富含的(de)(de)(de)硝酸、鹽酸使得(de)零件產生(sheng)小孔腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)傾向大增[3]。

　　小(xiao)孔腐(fu)蝕的形成必須具(ju)備2個條件(jian)：金(jin)屬表(biao)面鈍化膜有(you)局(ju)部破(po)壞和金(jin)屬表(biao)面有(you)侵蝕性陰離子（如(ru)Cl-）存在(zai)。因此要(yao)(yao)預防零(ling)件(jian)發生小(xiao)孔腐(fu)蝕，首先要(yao)(yao)保持零(ling)件(jian)表(biao)面清潔和避(bi)(bi)免物理和化學損傷，特別(bie)注意要(yao)(yao)避(bi)(bi)免接觸含鹽（NaCl）或酸(suan)的溶(rong)液。

　　在軸承生(sheng)產(chan)過程中，很多環節都有(you)可能(neng)產(chan)生(sheng)小(xiao)孔(kong)(kong)腐(fu)(fu)蝕，特別是套圈(quan)車(che)(che)加工后的(de)(de)(de)(de)儲(chu)存和周轉環節。有(you)時套圈(quan)車(che)(che)削后，沒有(you)馬上進(jin)(jin)行熱處理(li)，這時表(biao)面的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)膜比(bi)較脆弱易發生(sheng)小(xiao)孔(kong)(kong)腐(fu)(fu)蝕;由于車(che)(che)制(zhi)件是毛坯零件，常常不重視對其進(jin)(jin)行必要(yao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面防護(hu)，提供良好的(de)(de)(de)(de)儲(chu)存環境，避免磕碰傷，也(ye)導(dao)致了小(xiao)孔(kong)(kong)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)；隨著(zhu)車(che)(che)制(zhi)件儲(chu)存時間的(de)(de)(de)(de)持續，可能(neng)會生(sheng)成(cheng)較深的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕孔(kong)(kong)，以致于磨加工都不能(neng)消除這些小(xiao)孔(kong)(kong)。

　　一旦零件(jian)表(biao)面形成小(xiao)孔(kong)(kong)腐蝕(shi)，如果其尺寸(cun)允(yun)許，應采用適當的(de)磨削量，盡可能將(jiang)腐蝕(shi)坑磨去，不(bu)留(liu)殘余(yu)；并通過如噴淋防(fang)(fang)銹(xiu)液等化學或(huo)電(dian)化學方法，重新建(jian)立(li)表(biao)面鈍(dun)化膜，以防(fang)(fang)腐蝕(shi)再次發生(sheng)[3]。但在(zai)生(sheng)產中(zhong)亦應注意，由于小(xiao)孔(kong)(kong)腐蝕(shi)深(shen)度(du)較深(shen)，直徑也較小(xiao)，往往去除(chu)不(bu)徹底，導致孔(kong)(kong)底繼(ji)續陽極(ji)反(fan)應，使小(xiao)孔(kong)(kong)繼(ji)續變(bian)深(shen)。因此，除(chu)過銹(xiu)的(de)零件(jian)最好在(zai)防(fang)(fang)銹(xiu)液中(zhong)浸泡一段(duan)時間，以改善金屬陽極(ji)電(dian)位，恢復(fu)金屬表(biao)面鈍(dun)化膜。

　　5　結束語

　　小孔(kong)腐蝕不僅影響軸承(cheng)的(de)(de)精度和表(biao)面粗糙度，而且(qie)還降低其使用壽命，甚(shen)至導(dao)致報廢，因此應引起(qi)人們的(de)(de)充分重視。特(te)別是處于潮(chao)濕、炎(yan)熱、近海的(de)(de)氣候環境，更要避免小孔(kong)腐蝕這類(lei)問(wen)題的(de)(de)產生(sheng)。嚴格按(an)照(zhao)清洗防銹(xiu)規(gui)程對加工過(guo)程中(zhong)的(de)(de)軸承(cheng)套(tao)圈(quan)進行(xing)防銹(xiu)處理，使用的(de)(de)清洗液、防銹(xiu)油（液）應滿足工藝技術規(gui)定的(de)(de)要求;同時加快生(sheng)產環節中(zhong)的(de)(de)周轉速度，防止各種磕碰傷(shang)。

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——責任編輯：濟南鴻慷機(ji)電設備公司01銷售(shou)顧問

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