滚动轴承的褐变在实践中的优点和实例简介

出于防腐和美观的需要,对由铁或钢制成的部件进行青铜处理有着悠久的历史,通常被称为“烫金”,即镀青铜,不仅美观,而且还让钢铁零件拥有了一层保护层。经过处理的表面通过多级化学工艺,会转化为1至2微米厚的由氧化亚铁、三氧化二铁或四氧化三铁组成的混合氧化物层,在这些涂层中,有革变和褐变两种,革变本身并不是一种涂层,尺寸几乎不会发生变化,而褐变的典型黑色是由该转化层中包含的混合氧化物引起的。
 
滚动轴承表面褐变的优点有多种优点,褐变可以提供额外的防腐,由于转化层薄且多孔,因此主要通过给褐变的表面加油或润滑来达到防腐效果,因此,防腐效果是有限的,并且从长远来看防腐效果取决于适当的维护,从今天的角度来看,有更多且更合适的方法可以实现纯粹、有效的防腐。

 
青铜滚子轴承部件具有特殊的技术性能,尤其是当它们相互相对运动时,多重保护作用到单个抛光元件(通常是滚动元件)上,但当滚动轴承的所有功能表面,即内圈和外圈以及滚动元件都经过抛光时,可以获得最佳效果,其主要优点简述如下。
 
优点一,改进了进给和磨损性能。由于保护层是一个相对耐磨和抗弯曲的层,抛光滚动轴承的进入得到了有利的影响,从而为以后的无故障运行奠定了基础,抛光滚子轴承的磨合磨损时间比未经处理的轴承短得多,此外,多孔层的特性有助于许多润滑剂更好地粘附到轴承表面,这对润滑情况有积极影响,尤其是在关键的启动阶段。
 
TIMKEN多年来一直为大中型轴承提供抛光圆柱滚子轴承(满装滚子或带保持架),常用于风力涡轮机的主齿轮箱中,除了经验证明的减少WEC(白色蚀刻裂纹)的有效性外,褐变已被证明对滚动轴承带来额外保护,尤其是在齿轮箱的启动阶段。

 
优点二,通过粘合改善磨损性能。低负载滚动轴承和那些在运行过程中暴露于快速转速变化的轴承往往会有粘附磨损,即滑动损坏或磨损。当内圈滚道和滚子组之间的滚动速度差异很大时,滚动元件之间的滑动,通常是内圈滚道之间的滑动会导致润滑,特别是在滚动元件进入应力区的区域,会永久损坏滚动元件和滚道表面上的结构,因此,运行特性迅速恶化,通常会导致轴承过早失效。
 
在满装圆柱滚子轴承中发现了一种特殊形式的滑动损伤,其中接触滚子的相反表面速度使其难以形成分离的润滑膜,因此随着摩擦的增加,滚动元件护套表面会出现润滑和损坏。

 
在这两种情况下,褐变都会起到保护层的作用,可以显著延迟磨损和润滑的发生,并且在钢与钢接触的情况下,在润滑膜短暂破裂的情况下可以降低冷焊和各种其他严重表面损伤的风险。
 
孔径为560 mm或以下的圆柱滚子轴承应在约为径向负载能力1%的操作负载和高达1200/min的转速下运行,尽管减少了滚动元件的数量以降低承载能力,但在运行过程中,滚道中的特征箭头或菱形润滑以及滚动元件的相关表面损伤都会发生。TIMKEN轴承可以通过使用抛光的滚动元件和适合应用的润滑剂来永久解决这种问题。
 
优势三,更环保。结合其他优点,褐变还更环保,除了与合适的(防腐剂)油相结合提高防腐性能外,褐变还起到防止腐蚀生锈的作用,并为轴承钢形成一层保护层,防止有害的氢扩散,以及防止腐蚀性油成分的化学作用,如磨损和防腐添加剂等。