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轴承套圈表面“黑斑”成因分析

时间:2019-09-04 09:54   作者:速优轴承 点击:

  1 试验材料及方法

  原料为兴澄特钢生产的GCr15轴承钢。角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大,轴向承载能力越高。接触角为径 向平面内球和滚道的接触点连线与轴承轴线的垂直线间的角度。高精度和高速轴承通常取15度接触角。在轴向力作用下,接触角会增大。

  工艺路线:100t EBT电炉冶炼-LF精炼-VD真空处理-CCM300方坯温送(或进缓冷坑)-连轧-锯切定尺-精整-检验入库。

  在产生“黑斑”处截取试样,用JSM-5600LV扫描电镜和NORAN能谱仪进行观察及相应物相分析。

  2 试验结果

  试样经无水酒精清洗后用扫描电镜观察发现“黑斑”为大大小小的腐蚀坑及腐蚀麻点,平行条纹为磨加工的切削条纹。

  腐蚀坑经放大后观察其中有腐蚀产物,用能谱分析检测到较高含量的氧、硫、氯、钠、钾等元素,无夹杂物,可判定并不是钢材本身的间题,可能是加工过程中引起的。因为酸洗液中有氯,而磨削时使用的冷却液里有钠,钾等元素。
  将腐蚀麻点处高倍放大,有一层腐蚀产物砚盖着,其形貌为龟裂状的泥状花样。丝杠轴承由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。白色小颖粒为钢中碳化物,这是由于碳化物不易被腐蚀而残留在表面。

  3 讨论和分析

  有文献介绍 “黑斑”缺陷产生为聚集的夹杂物造成,经扫描电镜观察及能谱分析可知,轴承表面的“黑斑”主要是由于氯及钠、钾离子引起的点腐蚀,未发现聚集的夹杂物。氯离子是荒管在酸洗时由酸洗液带入的,当金属表面的部分氧化膜由于某种原因(可能是擦伤或碰伤)遭到破坏,则致使残留酸液中的Cl-入侵,与表面的金属反应成为阳极,而其余为阴极,形成微电池。

  致使金属表面被腐蚀成很多的腐蚀坑,而含Cr的碳化物不易被腐蚀则保存下来(如图3)。蚀坑周围由阴极反应产生的碱促进了钝化,因而抑制了腐蚀。钠、钾离子是轴承管在车削加工时由冷却液带入的,它的入侵加快了腐蚀的进行。为防止类似现象发生,在制造工艺过程中必须严格防止工件与氯、钠、钾等离子的介质接触,酸洗表面氧化皮时需洗净残留的酸液,而且车削加工后要洗净表面的冷却液。按此措施,以后的生产中再未发生过类似情况。

  4 结论

  通过电镜和能谱分析,发现“黑斑”缺陷为加工过程中酸洗液清洗不干净局部产生点腐蚀,后又经冷却液中Na、K阳离子的促进而造成的。

 


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