轴承磷化花斑成因分析.PDF

维普资讯 文章编号 ：1671—7244(2003)04—0362—02 轴 承 磷 化 花 斑 成 因 分 析 邹 奕 ， 魏玉玮 ， 袁和会 (西北轴承股份有限公司，宁夏 银J 750021) 摘 要 ：针对西北轴承股份有限公司铁路轴承外套在生产过程 中，突然出现磷化膜颜色深浅不均匀的云彩状花 斑 ，进行成因分析 ．首先，经过对材料的分析 ，排 除材料 引起花斑的可能 ；然后对磷化工艺和热处理工艺进行 模拟试验研 究，最终发现主要问题是在热处理过程中．通过对磷化膜硬度 、磷化膜结构 、碳化物数量及分布作 取样分析 ，弄清了352226—2RZ轴承磷化花斑的成因是工件采用天然气渗碳处理后 ，其表面有积碳 ，呈黑色花 斑 ．经过对渗碳工艺进行改进 ，用甲醇、丙酮替代天然气进行渗碳处理 ，成功地解决了轴承表面生成磷化花 斑，影响产品外观质量这一技术难题 ． 关键词 ：磷化膜 ；渗碳；形核率；碳势 中圈分类号 ：TH133．33 文献标志码 ：A 轴承 (352226—2RZ)为铁路货车专用轴承 ，其 腐蚀试验，3～5min不变色 ¨1．工艺流程为：脱脂一 套圈用钢为 G20CrNi2MoA，车加工后经表面渗透 ， 热清洗一冷清洗一磷化一冷清洗一热清洗一浸油 ． 二次淬火热处理后 ，进行磨削加工 ．磨加工后经表 取一花斑较严重的 352226—2RZ轴承外套，用 面磷化处理 ．磷化的主要作用为防腐和润滑 ． 磨床磨去外径表面的磷化膜 ，表面粗糙度 Ra达到 在正常情况 ，轴承外套在磨加工后 ，表面粗糙 工艺要求；彻底清除表面油污及砂粒，且把磷化液的 度 ≤1．0Ixm，经磷化处理后 ，其表面形成一层 酸比调整到 1：8(最佳酸比1：6～9)重新磷化 ，发现 5～8Ixm厚的均匀的黑色磷化膜 ．在 2000年生产 花斑的形状和深浅并没有改变 ．如此反复试验皆是 过程中，轴承外套在磷化后 96％以上的产品表面出 如此 ，直到外套外径 d减少 3．4mm(渗碳层厚为 现磷化膜颜色深浅不均的云彩状花斑 ，称为磷化花 1．5～2．3mm)后，磷化后的磷化膜颜色才均匀一致 ． 斑 ，浸油后特别明显，直接影响了产品外观质量 ．本 1．3 热处理工艺 文 旨在分析磷化膜呈现色泽深浅不一的云彩状花斑 出现花斑的这批产品，其采用天然气渗碳 ，经渗 的生产工艺原因 ． 碳处理后 ，工件表面呈黑色，有积碳 ．磷化花斑出现 以后，热处理停止用天然气渗碳 ，改用甲醇 、丙酮渗 1 原因分析 碳 ，经渗碳处理后 ，工件表面呈均匀淡黄色 ，有油腻 1．1 材料确认 感 ．将用甲醇、丙酮渗碳后的产品单独移动 ，经磨加 352226—2RZ轴承套圈材质为 G20CrNi2MoA 工粗糙度 Ra达到工艺要求后，按磷化工艺进行磷 钢 ，磷化花斑产生以后，对材料来源及成分进行复 化 ，磷化后的产品不再有花斑出现 ． 查 ．材料是西宁钢厂的电渣重熔钢 ，各化学成分经 1．4 取样分析 化验均符合要求 ． 取一件花斑较重的工件 ，用线切割方法将工件 1．2 磷化工艺 上磷化花斑及正常区域取出，分别用硬度计测试硬 在确认材料没有问题以后，又从磷化工艺方面 度，用显微镜观察磷化膜结构及基体碳化物分布 ． 分析 ．西北轴承股份有限公司的磷化工艺属锰系高 情况如下 ： 温磷化 ．磷化膜致密，厚度为 5～8Ixm，防腐性能 (1)硬度测试情况及结果 ．花斑颜色较