CN102851657A - 一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，属一种轴承套圈生产的辅助工艺，所述的磷化方法按照如下步骤进行操作：步骤A、配制磷化液，采用质量百分比为6%至11%的磷酸二氢锰、0.215%至0.350%的磷酸、0.102%至0.210%的促进剂、0.05%至0.10%的细化剂与作为前述质量百分比余量的水混合并搅拌均匀后，在固定的温度范围中熬制单位时间后待用；步骤B、工件预处理，首先擦拭工件表面后，再采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污等步骤，同时本发明所提供的一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法步骤简单，且适用于对各种规格和类型的铁路货车轴承套圈进行磷化，应用范围广阔。

Description

一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法

技术领域

本发明涉及一种轴承套圈生产的辅助工艺，更具体的说，本发明主要涉及一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法。

背景技术

磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。目前磷化处理行业中以控制磷化膜厚度、提高耐蚀性能、外观等磷化质量的磷化成膜机理、磷化配方研究的相关报道较多，但对产品基体方面的腐蚀情况方面进行研究报道甚少，目前铁路货车滚动轴承套圈采用高温锰系磷化处理时，磷化后将磷化膜采用机械方法或化学方法去除后，发现基体上出现小坑状（直径：≤4mm，深度：≤1mm）、线条状（纵向、深度：≤1mm）的过腐蚀现象（统称腐蚀坑）。出现腐蚀坑的产品在使用过程中，出现应力集中，产生剥离源，导致轴承出现滚道面剥离失效等问题，因此有必要针对货车滚动轴承套圈的磷化工艺做进一步的改进。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，以期望解决现有技术中滚动轴承套圈在采用高温锰系磷化处理时其表面产生各种形态的腐蚀坑，造成工件在使用过程中出现应力集中以及滚道面剥离失效等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，所述的磷化方法按照如下步骤进行操作：

步骤A、配制磷化液，采用质量百分比为6%至11%的磷酸二氢锰、0.215%至0.350%的磷酸、0.102%至0.210%的促进剂、0.05%至0.10%的细化剂与作为前述质量百分比余量的水混合并搅拌均匀后，在固定的温度范围中熬制单位时间后待用；

步骤B、工件预处理，首先擦拭工件表面后，再采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污；

步骤C、工件磷化处理，首先将步骤A中配制完成后的磷化液置于磷化容器中，再将步骤B中预处理完成后的工件放入磷化容器中磷化6至8分钟后即在工件的表面形成磷化膜，然后清除工件表面残余磷化液。

进一步的技术方案是：所述的步骤C中清除工件表面残余磷化液的方式为采用水进行清洗。

进一步的技术方案是：所述的磷化方法还包括如下步骤：

步骤D、采用水对工件的表面进行清洗后，再将工件置于大于等于90摄氏度的温度中对其进行烫干处理，清除工件表面的水分；

步骤E、清除工件表面的水分后，在其表面涂覆机油或防锈油进行封闭处理。

更进一步的技术方案是：所述步骤A中配置的磷化液的总酸度为65至90，游离酸度为10至14。

更进一步的技术方案是：所述步骤A中配置的磷化液所采用的磷酸二氢锰中的水解不溶物含量小于等于1.5%，且作为磷酸二氢锰中磷酸基的磷酸盐含量大于或等于50%。

更进一步的技术方案是：所述步骤A中磷化液熬制的固定的温度范围为90至98摄氏度，且磷化液熬制的单位时间为5至15分钟。

更进一步的技术方案是：所述的步骤B中采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污后，再用水冲洗工件表面，并使工件在进行步骤C之前表面无挂水珠、水成股的现象。

更进一步的技术方案是：所述步骤B中所采用的高效金属脱脂剂为成都银光表面技术有限责任公司生产的JM-6脱脂剂。

更进一步的技术方案是：所述的步骤C中对步骤B中预处理后的工件进行磷化为将工件完全没入磷化液中6至8分钟，即在工件表面形成磷化膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过对磷化液的成分以及酸度，以及磷化方法步骤的改良，避免了磷化液中的各类成分溶解不充分，使得工件在磷化液中磷化时环境酸度不均匀，造成达到成膜离子的溶度积常数不同等问题发生；通过首先将磷化液按照指定的成分配制完成并熬制搅拌均匀，进一步减少了工件在进行磷化时所接触到磷化液各区域的酸度不相等的情形，从而基本杜绝了滚动轴承套圈在进行磷化时表面出现腐蚀坑现象。同时本发明所提供的一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法步骤简单，且适用于对各种规格和类型的铁路货车轴承套圈进行磷化，应用范围广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

本发明所提供的第一种实施例是一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，所述的磷化方法按照如下步骤进行操作：

步骤A、配制磷化液，采用质量百分比为6%至11%的磷酸二氢锰、0.215%至0.350%的磷酸、0.102%至0.210%的促进剂、0.05%至0.10%的细化剂与作为前述质量百分比余量的水混合并搅拌均匀后，在固定的温度范围中熬制单位时间后待用，且本步骤中配置的磷化液的总酸度为65至90，游离酸度为10至14；

步骤B、工件预处理，首先擦拭工件表面后，再采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污；

步骤C、工件磷化处理，首先将步骤A中配制完成后的磷化液置于磷化容器中，再将步骤B中预处理完成后的工件放入磷化容器中磷化6至8分钟后即在工件的表面形成磷化膜，然后清除工件表面残余磷化液。

根据本发明用于解决技术问题的另一实施例，在上述步骤C完成后，为实现更好的轴承工件磷化效果，防止磷化处理在工件表面形成的磷化膜发生损坏，还可再进行下述两个步骤：

步骤D、采用水对工件的表面进行清洗后，再将工件置于大于等于90摄氏度的温度中对其进行烫干处理，清除工件表面的水分，而前述的烫干处理是将工件置于温度为90至100摄氏度的环境中待其工件表面的水分蒸发后取出，并且90至100摄氏度的环境可以是任何可达到前述温度的装置中，例如大型烘箱等。

步骤E、清除工件表面的水分后，在其表面涂覆机油或防锈油进行封闭处理，封闭处理完成后，即完成整个工件磷化过程。

根据本发明的另一实施例，所述的步骤C中清除工件表面残余磷化液的方式为采用自来水进行清洗。而在前述步骤A中配置的磷化液所采用的磷酸二氢锰中的水解不溶物含量最好小于等于1.5%，且作为磷酸二氢锰中磷酸基的磷酸盐含量最好大于或等于50%。

而对于上述实施例中步骤A中配置磷化液所采用的各种成分，本发明的发明人经过多次实验，认为如下几个配比是本实现发明较为优选的配比，但是也不排除除此之外，在上述实施例中提到的质量百分比范围中选取的更加优选的配比成分：

配比例1：采用质量百分比为6%的磷酸二氢锰、0.215%的磷酸、0.102%促进剂、0.05%的细化剂、余量为水；采用此种成分配比配制成的磷化液的总酸度为63，游离酸度为8；

配比例2：采用质量百分比为11%的磷酸二氢锰、0.350%的磷酸、0.210%促进剂、0.10%的细化剂、余量为水；采用此种成分配比配制成的磷化液的总酸度为88，游离酸度为11；

配比例3：采用质量百分比为8%的磷酸二氢锰、0.295%的磷酸、0.151%促进剂、0.07%的细化剂、余量为水；采用此种成分配比配制成的磷化液的总酸度为80，游离酸度为10.5；

配比例4：采用质量百分比为9%的磷酸二氢锰、0.31%的磷酸、0.18%促进剂、0.08%的细化剂、余量为水；采用此种成分配比配制成的磷化液的总酸度为75，游离酸度为12；

上述的配比例中的总酸度与游离酸度为发明人在实验中所选择的相对优选的配比，而配比完成后的磷化液在实际使用中，其酸度与游离酸度会发生±1至±2的波动，这属于正常磷化液使用的正常现象。

而按照上述配比配制磷化液，调整其总酸度与游离酸度时，磷化容器中不应当不放置产品，并且磷酸二氢锰、促进剂、细化剂需稀释搅拌均匀后再倒入磷化容器中，然后参照上述配比加入磷酸，而在磷化液配制完成后，在补料过程中不再向磷化液中添加磷酸。

另外，根据本发明的另一实施例，上述配比配制的磷化液是在90至98摄氏度的温度下，熬制的5至15分钟，具体熬制的时间需要根据磷化液的容积，进行确定，例如8分钟、10分钟等。

而根据本发明的另一实施例，上述提到的步骤B中采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污后，再用水冲洗工件表面，并使工件在进行步骤C之前表面无挂水珠、水成股的现象，即保证其脱脂后的清洁度。

而在本发明上述多个实施例中所提到的高效金属脱脂剂为成都银光表面技术有限责任公司等公司生产的型号为JM-6的高效脱脂剂，

再根据本发明的一个优选实施例：所述的步骤C中对步骤B中预处理后的工件进行磷化的具体方式为将轴承工件完全没入磷化液中6至8分钟，即在工件表面形成磷化膜，前述的具体时间需根据工件的表面情况进行选择，例如6.5分钟、7分钟等。

采用上述实施例当中的磷化方法后，未在磷化后的工件上发现腐蚀坑的出现，通过采用高效的JM-6脱脂剂去掉工件表面所附着的油污，降低了金属脱脂剂消耗，并且因对工件表面进行预处理较为彻底，降低了磷化指标，减少了磷化液中辅助材料的使用，大大降低了工件的磷化成本。

还需要说明的是，在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、即说明书和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述的磷化方法按照如下步骤进行操作：

步骤A、配制磷化液，采用质量百分比为6%至11%的磷酸二氢锰、0.215%至0.350%的磷酸、0.102%至0.210%的促进剂、0.05%至0.10%的细化剂与作为前述质量百分比余量的水混合并搅拌均匀后，在固定的温度范围中熬制单位时间后待用；

步骤B、工件预处理，首先擦拭工件表面后，再采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污；

步骤C、工件磷化处理，首先将步骤A中配制完成后的磷化液置于磷化容器中，再将步骤B中预处理完成后的工件放入磷化容器中磷化6至8分钟后即在工件的表面形成磷化膜，然后清除工件表面残余磷化液。

2.根据权利要求1所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述的步骤C中清除工件表面残余磷化液的方式为采用水进行清洗。

3.根据权利要求2所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述的磷化方法还包括如下步骤：

步骤D、采用水对工件的表面进行清洗后，再将工件置于大于等于90摄氏度的温度中对其进行烫干处理，清除工件表面的水分；

步骤E、清除工件表面的水分后，在其表面涂覆机油或防锈油进行封闭处理。

4.根据权利要求1所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述步骤A中配置的磷化液的总酸度为65至90，游离酸度为10至14。

5.根据权利要求1或4所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述步骤A中配置的磷化液所采用的磷酸二氢锰中的水解不溶物含量小于等于1.5%，且作为磷酸二氢锰中磷酸基的磷酸盐含量大于或等于50%。

6.根据权利要求5所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述步骤A中磷化液熬制的固定的温度范围为90至98摄氏度，且磷化液熬制的单位时间为5至15分钟。

7.根据权利要求1所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述的步骤B中采用高效金属脱脂剂对工件表面进行脱脂处理，进而清除其表面的油污后，再用水冲洗工件表面，并使工件在进行步骤C之前表面无挂水珠、水成股的现象。

8.根据权利要求1所述的防止铁路滚动轴承套圈产生腐蚀坑的磷化方法，其特征在于：所述的步骤C中对步骤B中预处理后的工件进行磷化为将工件完全没入磷化液中6至8分钟，即在工件表面形成磷化膜。