吳美蘭,王成城,韓 爽
(1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司技術(shù)中心,黑龍江哈爾濱150036;2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司航空航天軸承制造分廠,黑龍江哈爾濱150036;3.哈爾濱軸承集團(tuán)公司小型球軸承分廠,黑龍江哈爾濱150036)
用電化學(xué)方法將金屬銀鍍到軸承配件上的過程叫鍍銀。
9Cr18不銹鋼軸承新產(chǎn)品內(nèi)套采用了鍍銀工藝。鍍銀層可提高軸承自潤滑性能,使軸承在高速狀態(tài)下溫升顯著降低,提高軸承使用壽命。當(dāng)對9Cr18材質(zhì)內(nèi)套鍍銀層結(jié)合力質(zhì)量進(jìn)行檢驗時,由于公司沒有這方面的試驗方法與檢驗標(biāo)準(zhǔn),而國家標(biāo)準(zhǔn)中也沒有制定9Cr18材質(zhì)的鍍銀層結(jié)合力檢驗標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法,因此,必須自己動手研制一套新標(biāo)準(zhǔn)方法才能檢驗該鍍銀內(nèi)套。
從收集資料、解剖分析進(jìn)口軸承的樣品,到制定軸承鍍銀內(nèi)套結(jié)合強(qiáng)度、結(jié)合力溫度、試驗方案和優(yōu)化工藝過程,經(jīng)過多次試驗,終于研制出物理性能、化學(xué)性能、外觀質(zhì)量等各項技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到進(jìn)口軸承鍍銀內(nèi)套同等水平的樣品。
首先對進(jìn)口軸承鍍銀內(nèi)套進(jìn)行了解剖分析,分析數(shù)據(jù)見表1。
表1 進(jìn)口軸承鍍銀內(nèi)套分析數(shù)據(jù)
通過對進(jìn)口軸承鍍銀內(nèi)套的解剖分析,為研制軸承鍍銀內(nèi)套提供了物理性能、化學(xué)性能及外觀質(zhì)量要求的一些數(shù)據(jù),從而為研制軸承9Cr18材質(zhì)鍍銀內(nèi)套結(jié)合強(qiáng)度、結(jié)合力溫度的試驗方法和產(chǎn)品的加工生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
國家關(guān)于鍍銀層結(jié)合力的溫度是對黑色金屬鋼材制定的,為300℃,而對9Cr18材質(zhì)鍍銀層結(jié)合力溫度沒有制定標(biāo)準(zhǔn)。因此,選擇了不同的溫度分別進(jìn)行了試驗。在 300℃、250℃、200℃、180℃各種溫度下,9Cr18材質(zhì)內(nèi)套與鍍銀層的結(jié)合力強(qiáng)度和表面質(zhì)量都很好,鍍銀層表面均勻、無起泡、起皮、分層、脫落現(xiàn)象,都能達(dá)到技術(shù)要求。只有在150℃時鍍銀層表面有起泡現(xiàn)象。但是,在不同的溫度下,9Cr18內(nèi)套的硬度卻發(fā)生了變化。在試驗未加溫前,9Cr18內(nèi)套硬度是61 HRC以上,當(dāng)試驗溫度提高到300℃、250℃時,9Cr18內(nèi)套硬度下降為57 HRC,低于進(jìn)口樣品的硬度58.6 HRC,見表2。
表2 軸承9Cr18材質(zhì)鍍銀內(nèi)套結(jié)合力溫度試驗
機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定155±5℃時9Cr18材質(zhì)硬度不低于58 HRC。當(dāng)把試驗溫度降到200℃、180℃和150℃三個溫度時,9Cr18材質(zhì)的硬度呈上升趨勢,并且高于部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍,所以選擇了一個最佳的溫度為190℃,既能保證鍍銀層的結(jié)合質(zhì)量,又能與進(jìn)口產(chǎn)品硬度相符合。
因為進(jìn)口軸承樣品鍍銀內(nèi)套非鍍銀面是金屬基體顏色。而新產(chǎn)品鍍銀內(nèi)套在做結(jié)合力試驗時,鍍銀內(nèi)套經(jīng)過加溫后,使非鍍銀面在烘箱內(nèi)發(fā)生了化學(xué)變化,氧化成棕黃色。經(jīng)過多次試驗總結(jié)出了鍍銀內(nèi)套不能暴露在空氣中加熱,最好能在真空情況下進(jìn)行加熱,或者在隔絕空氣的情況下將鍍銀內(nèi)套進(jìn)行加熱。將鍍銀內(nèi)套浸入到油液中,使鍍銀內(nèi)套與空氣隔絕,再將油液罐放在烘箱內(nèi)進(jìn)行加熱,經(jīng)過加熱處理后的鍍銀內(nèi)套非鍍銀面仍然保持金屬基體光澤,無顏色變化。但是這一試驗較繁瑣和復(fù)雜,后期處理也比較麻煩。通過試驗又選擇了一種新的比較簡單方法,把變色的鍍銀內(nèi)套的非鍍銀面經(jīng)過輕微研磨,棕黃色的氧化膜被除掉,露出基體的金屬光澤。鍍銀內(nèi)套結(jié)合力溫度研試成功,為9Cr18內(nèi)套鍍銀制定標(biāo)準(zhǔn)方面提供了理論依據(jù)和基本的試驗方法,填補(bǔ)了廠內(nèi)這項技術(shù)空白。
經(jīng)過多次研究試驗,試生產(chǎn)出的產(chǎn)品與進(jìn)口樣品的各項理化性能和技術(shù)指標(biāo)相符合,已投入正常的生產(chǎn)當(dāng)中,產(chǎn)品的質(zhì)量完全滿足用戶的使用要求。