满装滚子轴承表面发黑处理工艺研究

孙茂林，马忠超

（瓦房店轴承集团有限责任公司，辽宁 瓦房店 116300）

满装滚子轴承表面发黑处理工艺研究

孙茂林，马忠超

（瓦房店轴承集团有限责任公司，辽宁 瓦房店 116300）

在分析轴承表面氧化膜形成机理的基础上，通过对比分析，选择了国内先进的表面发黑处理工艺，其表面处理效果与国外产品相当，满足了风力发电机轴承的使用要求和国内外客户的需要。

满装滚子轴承；表面发黑处理；风力发电机；氧化膜形成机理

1 前言

风力发电机轴承由于其使用环境恶劣，必须对其表面进行改性处理，以达到高性能、高寿命、耐磨、耐腐蚀、耐低温、自润滑等苛刻要求，满足国内外客户需要。

2 传统的氧化发黑工艺

发黑处理属于表面氧化处理的一种，即零件在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化，使金属表面生成一层均匀致密而且与基体牢固结合的四氧化三铁薄膜。

发黑处理的目的：对金属表面起防锈作用；增加金属表面的光泽并使表面更加美观；发黑时加热有助于减少工件的内应力。

氧化膜形成的机理：钢铁零件在很浓的碱（NaOH）溶液中加热时，开始表面受到微腐蚀作用析出铁离子，铁离子与碱和氧化剂发生化学作用生成亚铁酸钠（Na2FeO2）和铁酸钠（Na2Fe2O4），然后铁酸钠与亚铁酸钠进一步作用生成四氧化三铁。

传统发黑处理的工艺流程如下：

装网夹→化学去油→冷水清洗→酸洗→冷水清洗→氧化处理→冷水或温水清洗→沸水清洗→皂化→上油→装盒。

3 国内先进的氧化发黑工艺

国内某公司钢件硬膜光亮氧化发黑工艺具有以下优点：改变了传统碱性氧化发黑存在的各种弊端，如常温附着力不牢、防腐能力差等。该公司工艺处理的氧化膜具有高耐磨性（含微量合金元素）、高防腐性（是传统碱性氧化膜的30倍）高光亮性等特点，并且发黑工艺与传统工艺相比只是增加了硬膜光亮处理工序，成本低、效率高、易于操作，其工艺流程如下：

装网夹→化学去油→冷水清洗→酸洗→冷水清洗→硬膜光亮处理→氧化处理→冷水清洗→沸水清洗→皂化→浸油→装盒。

4 国内某公司氧化发黑工艺对成品轴承尺寸的影响

对NUP311NV轴承硬膜光亮氧化发黑前后尺寸进行对比见表 1。

表 1 说明，硬膜光亮氧化发黑工艺对尺寸几乎没有影响；硬膜的厚度可忽略不记；粗糙度保持轴承原来的水平为0.16μm。轴承经该公司硬膜光亮氧化发黑工艺后，外观光亮性得到了用户的认可。

表1 NUP311NV轴承硬膜光亮氧化发黑前后尺寸对比

5 经国内外发黑工艺处理的轴承抗锈蚀和盐雾对比试验

为了解国外、国内某公司及国内常用发黑工艺对满装滚子轴承表面处理后抗盐雾和抗锈蚀的情况，对上述轴承进行了对比试验，见表 2。

表 2 说明，国外风电轴承防锈能力同国内某公司硬膜光亮氧化发黑工艺处理的轴承水平相当，国内常用发黑工艺处理的轴承抗点蚀能力低。

表2 国外表面处理轴承、国内某公司硬膜光亮氧化发黑轴承、普通发黑处理轴承防锈工艺对比

6 国内外发黑工艺反应机理分析

国内某金属研究所对国外表面处理轴承样品与国内某公司硬膜光亮氧化发黑工艺处理轴承样品进行反应机理与膜厚分析，结果见表 3 与图1。

通过以上分析说明，国外轴承样品与国内某公司硬膜光亮氧化发黑工艺处理轴承样品相比较，膜反应机理相同，都是氧化反应成膜，膜厚约1.4μm，达到了国内外用户要求。

表3 国内某金属研究所试验数据图

图1 国内外发黑工艺反应机理对比

7 结束语

经国内硬膜光亮氧化发黑工艺处理的满装滚子轴承，各项性能达到国外水平，国内外用户满意。

（编辑：钟 媛）

Study on surface nigrescence treatment technology of full roller bearing

Sun Maolin, Ma Zhongchao
( Wafangdian Bearing Group Co.,Ltd., Wafangdian 116300,China )

The advanced surface nigrescence treatment technology in domestic was chosen on the basis of analyzing formation mechanism of surface oxide fi lm of bearing and making comparison. The effect of surface treatment of it could balance with that of imported products, so that it met the usage requirements on bearing of wind-driven generator and satisf i ed customers home and abroad.

full roller bearing; surface nigrescence treatment; wind-driven generator; formation mechanism of oxide fi lm

TH133.33+2，TG156.98

B

1672-4852（2014）01-0008-03

2013-09-25.

孙茂林（1964 -），男，高级工程师，瓦轴集团副总经理，总工程师.