軸承防銹油——軸承的腐蝕機(jī)理

軸承防銹油——軸承的腐蝕機(jī)理

近幾年來，隨著汽車、精密儀家電等行業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)汽車軸承、精密機(jī)床軸承、鐵路軸承、家電用軸承等軸承行業(yè)的快速發(fā)展。軸承一般由套圈（內(nèi)外圈）、滾動(dòng)體（鋼球和滾子）和保持架組成。除一些特殊用的軸承是由非金屬材料滾動(dòng)體和保持架組成外，絕大多數(shù)軸承都是由金屬材料制成的。金屬材料在大氣環(huán)境中產(chǎn)生銹蝕是普遍存在的問題。軸承生銹會(huì)影響其精度等級(jí)、使用壽命，甚至導(dǎo)致報(bào)廢或在使用中引發(fā)事故。因此，軸承防銹是軸承生產(chǎn)和使用單位都十分關(guān)注的一個(gè)問題。

一、軸承銹蝕機(jī)理

金屬因接觸周圍環(huán)境物質(zhì)而進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象統(tǒng)稱為腐蝕。通常把金屬在大氣環(huán)境中受到水分、氧氣和其他腐蝕性氣體等介質(zhì)的影響而引起的腐蝕或變色稱為銹蝕。在軸承行業(yè)中所講的銹蝕是指在大氣環(huán)境中，軸承零件表面形成局部微電池而引起的電化學(xué)反應(yīng)。

二、軸承銹蝕現(xiàn)象

金屬腐蝕按其破壞形式可分為全面腐蝕和局部腐蝕。

全面腐蝕是指金屬表面在腐蝕介質(zhì)作用下，腐蝕速度沿著金屬表面擴(kuò)展比向深處擴(kuò)展快，腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上。

局部腐蝕是指腐蝕在金屬個(gè)別區(qū)域發(fā)生的腐蝕，主要是斑狀腐蝕、陷坑腐蝕、點(diǎn)狀腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕破裂、表面下腐蝕等形式。軸承一般發(fā)生局部腐蝕。

軸承在生產(chǎn)過程中常見的銹蝕有：片狀腐蝕、蜂窩狀腐蝕、黃印銹、黑印銹、黑點(diǎn)、以及由碰傷、劃傷、磨傷引起的銹蝕。

軸承在保管和使用過程中常見的銹蝕有：

滾動(dòng)軸承的金屬表面由于油膜被破壞直接沾附酸、堿溶液而引起銹蝕，以顏色不同有黃銹、紅銹、黑銹等；滾動(dòng)軸承接觸面在轉(zhuǎn)速極慢、處于搖動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)產(chǎn)生摩擦磨損而引起的腐蝕或銹蝕。

三、軸承銹蝕原因分析

在自然界中，絕大部分金屬以各種化合物狀態(tài)穩(wěn)定存在。目前，人們使用的金屬都是通過冶煉或其他化學(xué)方法把金屬化合物進(jìn)行分解而得到的，在這一過程中，金屬吸收了能量，因此，其化學(xué)能較高，較為活潑，有重新生成各種化合物的自然趨勢(shì)。金屬的腐蝕反應(yīng)是一個(gè)自然現(xiàn)象，這是金屬腐蝕的熱力學(xué)基礎(chǔ)。如果金屬表面分子與外界物質(zhì)均勻反應(yīng)，生成致密的氧化膜，則會(huì)阻止金屬繼續(xù)腐蝕。然而，軸承的許多反應(yīng)產(chǎn)物比較疏松，且有連續(xù)反應(yīng)的趨勢(shì)，不能形成氧化膜，尤其是軸承鋼所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)有自加速現(xiàn)象，銹蝕反應(yīng)發(fā)展很快。

軸承銹蝕是由多種因素共同作用的結(jié)果：

空氣屬于環(huán)境因素，空氣中的水分含量隨著季節(jié)及天氣變化會(huì)發(fā)生較大變化。在梅雨季節(jié)，空氣相對(duì)濕度可達(dá)到80%以上，尤其是在加工現(xiàn)場(chǎng)，由于環(huán)境相對(duì)封閉，而磨削加工用磨削液蒸發(fā)更加重了空氣室溫濕度。當(dāng)軸承及其零件受到溫度變化影響時(shí)，極易在其表面形成冷凝水膜。軸承經(jīng)清洗在晾干過程中，由于表面溶劑的揮發(fā)而吸收熱量，使軸承表面溫度降低，也為冷凝水的產(chǎn)生提供了條件。

在工廠車間內(nèi)，人員密集，流動(dòng)性大，灰塵及有害氣體比例較高，這些物質(zhì)可以不同形式溶解于軸承表面的冷凝水膜內(nèi)，造成軸承銹蝕。

軸承廠一般處于工業(yè)密集區(qū)，各種工業(yè)廢氣能使空氣質(zhì)量明顯變差。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，熱電廠或其他燃煤鍋爐產(chǎn)生的二氧化硫數(shù)量驚人，而隨著城市車輛增加，汽車尾氣排放日益增多成為讓人們關(guān)注的環(huán)保焦點(diǎn)。這些含硫氣體，在水中的溶解度極強(qiáng)，其溶液具有極強(qiáng)的腐蝕性。另外，溫度升高也會(huì)極大加速銹蝕反應(yīng)。

四、軸承腐蝕化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

軸承腐蝕的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理主要有2種，即化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕是因金屬和介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕，是沒有電流產(chǎn)生的腐蝕過程。

電化學(xué)腐蝕是因金屬和介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的腐蝕，是有電流產(chǎn)生的腐蝕。

電化學(xué)腐蝕要比化學(xué)腐蝕危險(xiǎn)的多。在絕大多數(shù)情況下，軸承零件發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕的核心反應(yīng)是金屬表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，而電化學(xué)反應(yīng)需要3個(gè)條件，即電極（可理解為不同電位的點(diǎn)）、連接電極的導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液。

軸承鋼內(nèi)部存在不均勻性，使不同部位的電位有差別；在加工過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；而表面材質(zhì)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)之間的金屬導(dǎo)體有很優(yōu)良的導(dǎo)電性。

電解質(zhì)溶液是內(nèi)含電離子的液體，可與電極和導(dǎo)線形成閉合回路。

空氣中含有一定量的水分以及各種不同的無機(jī)化合物氣體或塵埃。軸承零件在加工過程中也會(huì)接觸不同種類的無機(jī)鹽和其他可溶于水的腐蝕性物質(zhì)。當(dāng)處于濕度較大的環(huán)境中的軸承表面產(chǎn)生凝露水膜時(shí)，空氣中的不同成分因溶于水而形成電解質(zhì)溶液。其他種類的可溶物在水中溶解則增加了電解質(zhì)溶液的濃度和腐蝕性，導(dǎo)致開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成的物質(zhì)會(huì)加速電化學(xué)反應(yīng)和相伴隨的化學(xué)反應(yīng)，使腐蝕加劇。

這就是軸承在空氣中產(chǎn)生銹蝕的內(nèi)在原因。

（來源：軸承雜志社）

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