周晓侠，李洪亮

(公主岭轴承有限责任公司，吉林 公主岭 136133)

轴承套圈在磨加工过程中容易产生锈蚀，这不但造成原材料和劳动力的浪费，而且还影响生产计划的完成。因此，磨加工工序的锈蚀问题亟待解决。

1 常见轴承锈蚀

1.1 片状黄锈

片状黄锈的特点是呈片状分布在产品表面，深度较浅，轻轻抛光即可除去。产生的主要原因是大气中除了含有氧气和水蒸气外，还含有各种污染物，如二氧化硫、氮的氧化物及二氧化碳等气体和各种固体尘埃。在温度较高和潮湿的环境下，空气中的水雾附着在轴承表面，形成一层极薄的水膜，酸性气体溶解在水膜中，形成酸性电解液，产生锈蚀[1]。特别是北方的夏季，由于昼夜温差大，空气潮湿，容易形成凝露现象，造成片状黄锈的产生。

1.2 黄色叠印锈

在套圈重叠面上，即两个金属表面紧密接触时，在接触面的外边缘没有锈蚀，但在重叠面上会有云彩状的黄色叠印。这种锈蚀的产生主要是由于乳化液本身的重叠性不好，或乳化液中带入杂质产生破乳后导致重叠性改变，产生了端面锈蚀。另外，码垛存放的套圈的两端面相叠处氧浓度较低，使铁材料自身成为阳极，而暴露在空气中的部分氧浓度较高，使金属表面的杂质和其本身的夹杂物成为阴极，在金属表面形成许多微电池[2]。在这种情况下，铁原子失去2个电子，以二价正离子的形式溶解到由水蒸气附着在金属表面而形成的水膜中，同时释放2个电子，通过金属本身，到达阴极。阴极得到2个电子后与水膜中的氧原子结合，生成氢氧根离子OH-，即

Fe-2e→Fe2+，

(1)

(2)

阳极反应产生的二价铁离子与阴极反应所产生的氢氧根离子又相互作用生成氢氧化亚铁。氢氧化亚铁在水中很不稳定，进一步与水和水中的氧作用，形成氢氧化铁沉淀，附着在腐蚀的金属表面，形成红褐色的锈蚀。

Fe2++2OH-→Fe(OH)2，

(3)

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓。

(4)

2 影响轴承锈蚀的因素

2.1 湿度

相对湿度(在同一温度下，空气中的实际水蒸气含量与当时饱和水蒸气含量的比值)决定着水蒸气能否在金属表面凝聚形成水膜以及形成水膜的厚度及保持时间：当金属的水膜极薄时(10 nm以下)，腐蚀速度很小；水膜的厚度为10 nm～1 mm时，氧气很容易透过水膜到达金属表面，完成氧的阴极去极化反应，此时金属的腐蚀速度最大；但当水膜的厚度在1 mm以上(相当于全浸入水中)时，氧气透过水膜到达金属表面的速度就比较缓慢，腐蚀速度也因此变低并保持恒定[3]。钢的临界相对湿度为70%。在临界湿度以下，金属锈蚀的速度很慢，一旦超过临界湿度，金属锈蚀的速度会突然上升。

目前大多数轴承厂家的磨工工序间没有中转仓库，未及时加工的套圈只能放在车间，而车间内的空气流通性好，雨季时，空气湿度对产品的影响尤为明显。

2.2 温度

温度的影响要与相对湿度条件同时考虑，当温度很高，而相对湿度小于70%时，温度对腐蚀的影响很小，因此，高温干燥的气候下，金属并不容易产生锈蚀；当相对湿度大于临界相对湿度时，温度每升高10 ℃，锈蚀速度将提高约2倍，所以，在气温高，雨水多的夏季，套圈很容易产生锈蚀。

2.3 氧气

氧气是金属产生锈蚀必不可少的条件之一。在潮湿环境下，金属表面附着有一层薄薄的水膜，很容易将空气中的氧气溶解扩散到金属表面，完成氧的阴极去极化过程，如黄色叠印锈的产生等。轴承锈蚀中氧气常起着主导性作用。

2.4 有害气体和粉尘

SO2，CO2等酸性气体接触轴承及其零件后主要产生以下几方面影响。

(1)大气中SO2的体积达到一定程度(约占大气总体积的0.01%)时，就可使金属的临界相对湿度由70%下降到50%。

SO2+ H2O→H2SO3，

(5)

(6)

(7)

这种酸性电解液，严重破坏金属氧化膜。

(3)大气中SO2含量虽然比氧少得多，但其在电解质水溶液中的溶解度要比氧的溶解度大1 300倍，当大气中含SO2气体为0.015%时，电解质溶液中SO2浓度已等于氧的浓度[2]。工业大气中含有相当量的SO2，它将大大加速金属的腐蚀过程。

空气中的各种固体颗粒和粉尘落在产品上，易吸收水蒸气，成为腐蚀的媒介。

2.5 清洁度

由于套圈磨削后会有少量的残磁存在，在退磁不尽的情况下，形成磁场，产品表面容易粘附砂轮磨粒、铁屑等加工产物，且很难清洗干净，从而达不到清洁度要求，引起锈蚀。

2.6 磨削工序中的防锈

目前轴承套圈在磨削过程中所使用的冷却液为半合成切削液，其在短期内具有一定的防锈作用，但由于磨加工半成品在工序间周转、停留的时间较长，仅凭切削液进行工序间防锈是远远不够的。如果产品在工序中未及时做防锈处理而长期存放，必将产生大量锈蚀。

2.7 磨削液的维护

磨削过程中由于产生高温，磨削液易发生高温腐蚀；在使用过程中和使用后，受大气中一些腐蚀介质的侵蚀，会发生电化学腐蚀；生产过程中不注意卫生，有脏水流入其中，还会滋生大量细菌[4]。如果磨削液没有及时维护，很容易失效，从而引起产品锈蚀。

3 预防措施

3.1 建立科学的防锈工艺流程

(1)对清洗剂、合成切削液以及主要的防锈原料制定相应的技术指标及检验规则，进厂后根据不同材料的质量标准进行严格检测，合格后方可由供应部门发放使用。

(2)已加工的轴承套圈在工序中裸露停留超过4 h(冬季超过8 h)者，都必须送交半成品中转仓库进行清洗防锈。

(3)严格按照工艺配置防锈液，定期清洗防锈设备，保持设备清洁度。

(4)套圈可采取全浸泡和喷淋两种方法进行防锈处理。

(5)防锈处理时要随时除去防锈液表面杂质，更换溶液时要彻底清洗容器。

(6)配制后的各种溶液应在规定期限内使用，以防变质。

(7)化验员每周应对使用中的防锈剂、冷却液做2次防锈试验，同时对pH值及折光率进行监控，并将结果及时反馈给相关的管理人员，以便进行调整和更换。

3.2 对生产管理的要求

(1)合理安排生产计划，缩短产品在工序中的停留时间。

(2)在没有中转仓库的情况下，潮湿天气时，除了按时喷防锈液外，还应将产品集中起来加盖双层塑料薄膜，隔离外界潮湿空气，减少空气流通；晚上关紧门窗，减小温差，以免造成凝露现象。保持相对湿度在65%以下，24 h温差小于5 ℃为宜。

(3)天气晴朗时，要多注意室内通风，避免日光直射产品。

(4)尽量清洗干净套圈表面附着物，提高产品清洁度。

(5)检验部门应定期对磨削液的pH值、折光率以及防锈性能进行监测，并通知生产部门及时补加原液，保证其达到规定浓度。

(6)车间打扫卫生所用的脏水不得进入磨削液的回流槽中，禁止使用正常的磨削液清洗机床、地面及物品。

(7)在周末或节假日停工时，磨削液处于静止状态，为了抑制厌氧细菌生长，应在停机前适当提高工作液的浓度和pH值(维持在9.1以上)，并加入防腐杀菌剂[5]。

3.3 对人员的要求

(1)培养有技术的专业管理人员。防锈管理工作要以预防为主，防患于未然。要求防锈管理人员具有扎实的金属防腐知识，熟悉轴承加工过程，具备一定的专业技术水平和处理生产中出现问题的能力；能充分认识轴承防锈工作的重要性，有责任心，能够认真履行防锈工艺规程，杜绝生产线上的不良现象。

(2)做好一线工人的培训工作。操作工人与产品的接触最为紧密，因此，要经常开展新工艺、新技术的学习和推广工作，向工人普及防锈基本知识，让专业防锈与工人的日常防锈结合起来，以有效保证产品的质量。

4 结束语

只有通过科学的管理方法，合理安排生产计划，增强员工的产品质量意识，充分发动群众，人人关心防锈，处处重视防锈，才能搞好轴承套圈防锈工作，提高产品质量，保证生产顺利进行。