軸承防銹油——軸承的腐蝕機理

軸承防銹油——軸承的腐蝕機理

 近幾年來，隨著汽車、精密儀家電等行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了我國汽車軸承、精密機床軸承、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。軸承生銹會影響其精度等級、使用壽命，甚至導(dǎo)致報廢或在使用中引發(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)注的一個問題。

一、軸承銹蝕機理

金屬因接觸周圍環(huán)境物質(zhì)而進行化學(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展比向深處擴展快，腐蝕分布在整個金屬表面上。

局部腐蝕是指腐蝕在金屬個別區(qū)域發(fā)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、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；滾動軸承接觸面在轉(zhuǎn)速極慢、處于搖動或靜止?fàn)顟B(tài)時產(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。金屬的腐蝕反應(yīng)是一個自然現(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，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)及天氣變化會發(fā)生較大變化。在梅雨季節(jié)，空氣相對濕度可達(dá)到80%以上，尤其是在加工現(xiàn)場，由于環(huán)境相對封閉，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，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。這些含硫氣體，在水中的溶解度極強，其溶液具有極強的腐蝕性。另外，溫度升高也會極大加速銹蝕反應(yīng)。

四、軸承腐蝕化學(xué)反應(yīng)機理

軸承腐蝕的化學(xué)反應(yīng)機理主要有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個條件，即電極（可理解為不同電位的點）、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化合物氣體或塵埃。軸承零件在加工過程中也會接觸不同種類的無機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，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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