防锈材料在轴承行业的应用.docx
防锈材料在轴承行业的应用田前进侯万果王灿辉（洛阳轴研科技股份有限公司非金属材料开发部，洛阳471039）摘要：防止锈蚀对于轴承行业具有极端重要性，简要介绍了目前轴承生产过程中工序间和成品封存所使用的防锈材料，以及轴承生产商对防锈材料提出的新要求和可能的发展方向。关健词，轴承：防锈：材料1引言轴承作为一种零部件是现代工业不可或缺的标准件，广泛应用于各类机械制品中，发挥着非常重要的作用。滚动轴承的零件由外圈、内圈、滚动体和保持架四个部分组成。少数特殊用途的轴承使用非金属材料滚动体和保持架，绝大多数轴承都使用金属材料，在大气环境中面临着产生锈蚀的问题。轴承锈蚀对于工业生产极其不利，会影响轴承精度等级，降低其使用寿命，甚至导致轴承报废或在使用过程中引发事故。因此，防锈是轴承的生产和使用单位都十分关注的一个重要问题。轴承的防锈是一项系统工程，涉及到防锈材料、防锈工艺、防锈管理等多种因素。本文侧重于轴承行业常用防锈材料的介绍。轴承的防锈总体上分为工序间防锈和成品封存防锈，不同的防锈阶段需要使用不同的的防锈材料。2工序间防锈材料轴承生产过程主要包括套圈毛坯锻造、套圈车削加工、套圈热处理、套圈磨削、套圈滚动表面超精加工、滚子加工、钢球加工、保持架加工、轴承装配等环节。其中滚子加工、钢球加工、保持架加工往往是由专门的生产企业为轴承厂家供货，比如钢球的加工过程通常由钢球制造商完成，包括毛坯成型、毛坯的锂削与软磨、光磨、硬磨、硬研、初研、抛光、表面强化处理、精研、包装等工序，会用到硬磨液、精研液、清洗剂、防锈油等材料。轴承的加工需要经过很多道工序来完成，各个工序如磨削、切削、超精、清洗本身使用的各种材料需要具有一定的防锈性，各个工序的衔接期间、半成品储运过程中使用的中间库防锈液也很重要，它们都是保证轴承质量的重要环节。为了防止轴承加工过程中产生锈蚀现象，需要按照标准要求检验这些材料的防锈性，从源头杜绝使用不合格产品。2.1 金属加工液轴承零件加工用的金属加工液主要有油基的超精油、研磨油以及水基的切削液、磨削液等产品。超精油、研磨油作为油基产品主要由矿物油、低福分溶剂油、防锈添加剂、润滑添加剂等成分组成，具有较好的防锈性和润滑性，很容易满足工序防锈的要求。切削液、磨削液要求具有临时防锈的效果，其防锈性取决于防锈添加剂的种类和含量，一般要求3天到7天左右的防锈期，周转时间较长的零件需要转入中间库加强防锈。早期的水基加工液多含有亚硝酸盐，除具有较强的毒性、造成环境污染外，还容易在金属表面形成一层白色结晶物。各厂家在轴承生产过程中选用的切削液、磨削液不尽相同，乳化油、微乳化液、全合成产品并存,甚至有些厂家依旧在使用亚钠水进行磨削，但防锈效果好、环境友好、不影响后续工序使用、废液易处理的环保型全合成产品是当前的发展趋势，其中多采用有机痰酸与各种醇胺反应的产物作为防锈添加剂。同时，随着发展理念的进步，越来越多的轴承企业开始从单机循环逐步转变到采用集中循环过滤系统，以便使加工液得到良好的控制和维护。2.2 清洗液轴承零件生产过程中需要经过多道清洗工序,清洗材料的优劣对轴承加工过程中是否产生锈蚀也有着重要的影响，为防止清洗过程中产生腐蚀，要求清洗液具有一定的防锈性能，使用前需要按照标准进行腐蚀检验。早期使用较多的是无机盐碱性清洗液，由于表面有结晶不易溶解，已逐步被淘汰，目前常用的清洗材料主要有含表面活性剂、防锈添加剂的水基清洗剂和石油溶剂两大类。切削、磨削后的清洗一般使用水基清洗剂，超精、研磨后的清洗一般使用石油溶剂，成品轴承在封存防锈前的清洗大多使用石油溶剂进行。水基清洗剂清洗效果一般，容易有活性剂残留在轴承表面，不易干燥，而且防锈性能不如石油溶剂好，所以在清洗轴承成品时一般不采用水基清洗剂，如果使用水基清洗剂清洗的，需要使用合适的脱水油脱除清洗剂。轴承企业使用的石油溶剂种类较多，汽油清洗效果好容易挥发，但由于闪点低，考虑到安全性只有很少的企业在使用；虽然挥发干燥稍慢，但燥油的使用在轴承企业依然比较广泛；一些企业考虑到环保、气味和人体健康开始使用低芳烧含量的D系列产品以及碳氢清洗剂，对防止腐蚀也更为有利。2.3 中间库防锈液在各工序周转期间如果存放时间过长，或者地处沿海潮湿气侯，对防锈要求较高的情况下，需要建立中间库对半成品进行防锈。中间库应保持环境的清洁，其防锈液应定时化验防锈性、PH值及折光率，并根据化验结果进行补充或更换。轴承企业为了达到较好的防锈效果并降低成本，往往采用碱性亚硝酸钠溶液，近年来由于环保知识的普及和对人体健康的重视，一些轴承企业己经开始放弃使用亚钠，转而尝试使用一些有机防锈剂配制防锈液，这也是轴承行业中间库防锈的一个趋势。另外也有些轴承企业对半成品防锈要求较为苛刻，甚至采用涂防锈油的方式进行。1）浸在防锈池内。将轴承零件浸泡在防锈水内的防锈效果是非常好的，但是这种方式缺点是要用到防锈池，其构建需要占用比较大的空间，管理也不方便。2）防锈水喷淋。有些轴承企业在中间库建立了防锈水喷淋系统，防锈水从防锈池抽到顶上对轴承零件进行喷淋，然后由回水沟经过滤网流入地下防锈池，循环使用。这种方式应用比较普遍，也有比较明显的优势。3）喷涂防锈油。有些情况下对轴承半成品的防锈要求较高，为了确保防锈时间和可靠性，像成品封存一样涂上防锈油。这样可以保持较长的有效期，但缺点是需要在下一道工序前进行清洗。3封存用防锈材料轴承各个组成部分装配为成品并经过清洗后，开始进行防锈包装。封存用防锈材料主要是指防锈油，也包括一些塑料内包装材料及外包装材料等。轴承厂一般的防锈包装工艺为：通过喷淋、浸涂或刷涂，使防锈油在轴承工件表面形成充分的油膜；涂油轴承在室温条件下适当沥干，以减少带油量；轴承直放塑封包装；封存入库；出库运输。在对轴承进行储运的时候，应该保持包装的完整性，防止轴承被污染导致锈蚀的发生。目前，轴承加工行业所使用的防锈油大体分为两类：一是以矿物油为基础油的润滑油型防锈油，以ZYS-991、ZYS-203为代表，另一类是以低储分的挥发性溶剂油为基础油的溶剂稀释型防锈油，福斯、ZYS.嘉实多的相关产品在轴承行业都有使用。轴承企业对防锈油性能有一些基本的需求，如防锈性、成膜性、稳定性、安全性、材料及包装相容性，也有些用户有些各自不同的需求。1)防锈性能防锈是防锈油最基本的性能,封存用防锈油一般防锈期要求在1年以上,需要检验湿热、盐雾、叠片等常规性能。抗湿热性能可以防止轴承在高温潮湿条件下生锈；沿海地区以及出口轴承需要海运的对抗盐雾性能要求较高；由于涂油后的轴承往往需要叠放在一起进行塑封包装，防锈油的抗重叠性能也很重要。另外有些轴承防锈油对水膜置换性、人汗防蚀性、人汗置换性也有着较高的要求。2)低粘度薄油膜防锈油粘度低有三个效果：一是可以缩短工件沥干时间，有利于提高包装速度和效率；二是轴承外观光亮洁净；三是工件单位面积的涂油量较少，降低了用油成本。因此，油膜超薄化也是防锈油的一个发展方向。3)环保与健康随着时代发展和科技进步，很多轴承生产企业对环保和健康越来越重视。特别是一些出口海外的轴承厂家，要求防锈油符合环保要求，保持较低的气味，不含对人体有害物质。4)易去除性在轴承安装使用时,有些厂家需要将防锈油膜清洗去除，易去除性成为一个重要的指标。5)润滑脂相容性与减振降噪一些轴承客户要求轴承开封后直接使用，在安装使用时不要求去除防锈油，也不再进行其他处理，这就要求防锈油具有一定的润滑性，并且与润滑脂有一定的相容性。特别是家电行业普遍使用的微型精密轴承不仅要求振动值低，无异音，而且要求轴承具有一定的振动寿命和噪声寿命，因此要求轴承防锈油具有良好的减振降噪性能，对于防锈的材料上，最好选用润滑功能较好的材质。6)清洁度随着下游客户对轴承清洁度的要求日益提高，轴承对防锈油的清洁度要求也越来越高，防锈油的清洁程度也将直接影响到成品轴承的减振降噪效果，高清洁度防锈油有利于减少轴承异音。4结论防锈是贯穿轴承生产和使用全过程的重要工作，除了制定科学合理的防锈工艺和管理制度外，选择合适的防锈材料具有十分重要的意义。轴承生产单位应根据自己具体的实际需求选择相应的金属加工液、清洗液、防锈液、防锈油进行工序间防锈和成品封存防锈，对其主要技术指标进行检验，以确保满足基本的防锈和加工性能。在此基础上，轴承企业对各种材料的环保健康、外观优美、使用方便、提高效率、节省成本、高清洁度等方面也提出了越来越高的要求。参考文献：1王泉.轴承产品的防锈技术分析.科技创新与应用.2013(1)2张志东,巩清叶,黄劲松.轴承用高清洁低噪音防锈油的开发.石油商技.2007,25(2)赵敏,段庆华等.轴承防锈油的应用及发展趋势.石油商技.2009,27(6)
