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2020-12-07
近幾年來,隨著汽車、精密儀家電等行業的快速發展,帶動了(le)我國汽(qì)車軸承、精密機(jī)床軸承、鐵路軸承、家電用軸承等軸承行業的(de)快速發展。軸承一般由套圈(內外圈)、滾動體(鋼球(qiú)和滾子)和保持架組成。除一(yī)些特(tè)殊用的軸承是由非金屬材料滾(gǔn)動體和保持架組成外,絕大多數軸承都是由金屬材料製成的。金屬材料在大氣環(huán)境中產生鏽蝕是普遍存在的問題。軸承(chéng)生鏽會影響其精度(dù)等級、使(shǐ)用壽命,甚至導致報廢或在使用中(zhōng)引發事(shì)故。因此,軸承防(fáng)鏽(xiù)是軸承生(shēng)產和使用單位都十分關注的一(yī)個問題(tí)。
一、軸(zhóu)承鏽蝕機理
金屬因接觸周圍環境物質而進行化學(xué)或電化學(xué)反應所產生的現象統稱(chēng)為腐蝕。通常把金屬在大氣環(huán)境中受到水分、氧(yǎng)氣和其他腐蝕性氣體等介質的影響而引起的腐蝕或變色稱為鏽蝕。在軸承行業中所講的鏽蝕是指(zhǐ)在大氣環境中,軸承(chéng)零件表麵形成局部微(wēi)點蝕(shí)而引起的電化學反應。
二、 軸承鏽蝕現象
金屬腐蝕按其破(pò)壞形(xíng)式可分為全麵腐蝕和局部(bù)腐蝕。
全(quán)麵腐蝕是指金屬表麵(miàn)在腐蝕介質作用下,腐蝕速(sù)度沿著金屬表麵擴展比向深處擴展快,腐蝕分布在整個金屬表麵上。
局部(bù)腐蝕是指腐蝕在金屬個(gè)別區域發生的腐蝕,主要是斑狀腐蝕、陷坑腐蝕、點狀腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕破裂、表麵下腐蝕等形式(shì)。軸承一般發生局部腐蝕。
軸承在生產過程中常見的鏽蝕有:片狀腐蝕、蜂窩狀腐蝕、黃印鏽、黑印(yìn)鏽、黑點、以及由碰傷、劃傷、磨傷引起的鏽蝕。
軸承(chéng)在保管和使用過(guò)程中常見的鏽蝕有:
滾(gǔn)動軸承的金屬表麵由於油膜被破壞直接沾附酸、堿溶液而引(yǐn)起鏽蝕,以顏色不同有黃鏽、紅鏽、黑鏽等;滾動軸承接觸麵在轉速極慢、處於搖動或靜止狀態時產生摩擦磨損而引起的腐蝕或鏽蝕。
三、軸承鏽(xiù)蝕原因分析(xī)
在自然界中,絕大部分金屬以各種化合物狀態穩定存在。目前,人們使用的金屬都是通過冶煉或其他化學方法把金屬化合物進(jìn)行分解而得到的,在這一過(guò)程中,金屬吸收了能量,因此,其(qí)化學能較高,較為活潑,有重新生成各種化合物的自(zì)然趨勢。金屬的腐(fǔ)蝕反應是一個自然現象,這是金屬腐蝕的熱力學基礎。如果金屬表麵(miàn)分子與外界(jiè)物質(zhì)均勻反應,生(shēng)成致密的氧化膜,則會阻止金屬繼續腐蝕。然而,軸承的(de)許多反(fǎn)應產物比較疏鬆,且有連續反應(yīng)的趨勢,不能形成氧化膜,尤(yóu)其(qí)是軸承鋼(gāng)所發生的電化(huà)學反應有自加速現象,鏽蝕(shí)反應(yīng)發展很快(kuài)。
軸承鏽蝕是由多種因素共同(tóng)作用的(de)結果:
空氣屬於環境因素,空氣中的(de)水分(fèn)含量隨著季節及天氣(qì)變化會發生較大變化(huà)。在梅雨季節,空氣相對(duì)濕度可達(dá)到80%以上,尤其是在加工現場,由於環境相對封閉,而磨(mó)削加工用磨削液蒸發更加重了空氣室溫濕度。當軸承及其零件受到溫度變化影響時,極易在其表(biǎo)麵形成冷凝水(shuǐ)膜。軸承經(jīng)清洗在晾幹過程中,由於表麵溶劑的(de)揮發而吸收熱量,使軸承表(biǎo)麵溫度降低,也為(wéi)冷凝水的產生提供了條件。
在工廠車間(jiān)內,人員(yuán)密集,流動性大,灰塵及有害氣體比(bǐ)例較高,這些物質可以不同形式溶解於軸承表麵的冷凝水膜內,造成軸承鏽蝕。
軸承廠一般處於工業密集區,各種工業(yè)廢氣能使空(kōng)氣(qì)質量明顯(xiǎn)變差。有統計數據表明,熱電廠或其他燃煤鍋(guō)爐產(chǎn)生的二氧化硫數量驚(jīng)人,而隨(suí)著城市車輛增加,汽車尾氣排放日益增多成為讓人們關注的(de)環保焦點。這些含硫氣體,在水中的溶解度極強(qiáng),其溶液具有極強的腐蝕性。另外,溫度升高也會極大加速(sù)鏽蝕反應。
四、軸承腐蝕化學反應機理
軸承腐蝕的化學反(fǎn)應機理主要有2種(zhǒng),即化學(xué)腐蝕和電化學腐蝕。
化學腐蝕是(shì)因(yīn)金屬和介質發生化學作用而引起的腐蝕,是(shì)沒有電流產生的腐蝕過程。
電化學腐蝕(shí)是因金屬和介質發生電化學反應(yīng)而發生(shēng)的腐蝕,是有(yǒu)電流產生的腐蝕。
電化學腐蝕要比化學腐蝕危險的多。在絕大(dà)多數情況下(xià),軸承(chéng)零件發生的是電化學腐蝕。電化學腐蝕的核心反應是金屬表麵發生電化(huà)學反應,而電化學反應需要3個條(tiáo)件,即電(diàn)極(可理解為不同電位的點)、連接電極的導體(tǐ)和電解質溶液。
軸承鋼(gāng)內部存在不均勻性,使不同部位的電位有差別;在加工過程中(zhōng)產生(shēng)內應力;而表麵材質變化也是造成軸承材料存在電位差別的原因。
軸承金屬零件都是良導(dǎo)體,連接不同電極點(diǎn)之間的金屬(shǔ)導體有很優(yōu)良的導電性。
電解質溶液是內含電離子的(de)液體,可與電極和導線形成閉合回路。
空氣中含有一(yī)定(dìng)量的水分以及各種不同的無機化合物(wù)氣(qì)體或塵埃。軸承零(líng)件在加工過程中也會接觸(chù)不同種類的無機鹽和其他可溶於水的腐蝕性物質。當處於(yú)濕度較大(dà)的環境中的(de)軸承表麵產生凝露水膜時,空氣中的不同成分因溶於水而形成電解質溶液。其他種類(lèi)的可溶物在水中溶(róng)解則增(zēng)加了電解質(zhì)溶液的濃度和腐蝕性,導致開始(shǐ)發(fā)生電化學(xué)反應。反應生成的(de)物質會加速電化學反應和相伴隨(suí)的化學反應,使腐蝕加劇。
這就(jiù)是軸(zhóu)承在空氣中產生鏽蝕的(de)內在原因。
(來(lái)源:軸承雜誌社(shè))
