李迎麗，趙燕，杜長權(quán)

（中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司，哈爾濱 150036）

1 問題的提出

40CrNiMoA是一種合金結(jié)構(gòu)鋼，具有優(yōu)良的抗疲勞和耐磨性能［1］，因此多種軸承實(shí)體保持架選用該材料，以提升軸承使用性能。保持架完成機(jī)加工后采用鍍銀方法進(jìn)行表面化學(xué)處理，提高軸承自潤滑能力，進(jìn)一步延長軸承使用壽命［2］。保持架鍍銀質(zhì)量的主要檢測指標(biāo)包括表面質(zhì)量、鍍銀層結(jié)合力、鍍銀層厚度等，其中表面質(zhì)量是一項(xiàng)非常直觀且重要的指標(biāo)。

40CrNiMoA保持架機(jī)加工及鍍銀質(zhì)量一直保持穩(wěn)定，但近階段保持架鍍銀后，外徑、內(nèi)徑表面出現(xiàn)針刺狀密密麻麻的麻點(diǎn)缺陷（圖1），而脫銀處理后按照現(xiàn)行鍍銀工藝重新鍍銀后，缺陷消失，鍍銀質(zhì)量又達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。但重復(fù)加工既造成經(jīng)濟(jì)損失，又影響生產(chǎn)進(jìn)度，甚至影響用戶裝機(jī)使用。因此對(duì)缺陷原因進(jìn)行分析，并通過工藝試驗(yàn)予以驗(yàn)證。

圖1 針刺狀麻點(diǎn)缺陷Fig.1 Acupuncture-like pitting defects

2 鍍銀缺陷原因分析

根據(jù)保持架鍍銀缺陷情況，初步判定缺陷與鍍銀前的保持架表面清潔狀態(tài)有關(guān)。梳理40CrNiMoA保持架加工工藝流程，分析鍍銀前保持架表面存在雜質(zhì)的原因，列出故障樹如圖2所示。

圖2 故障樹Fig.2 Fault tree

由圖2可知：保持架車加工、磨加工、兜孔加工過程都會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的金屬切屑，由于殘磁等原因，去毛刺過程不徹底，將會(huì)在保持架表面存在金屬切屑；光飾過程中，當(dāng)光飾時(shí)間不夠或光飾料磨削性（銳度）不足時(shí)，可能不會(huì)徹底去除保持架表面貼附的切屑（該切屑的清洗難度較大）；機(jī)加工過程的清洗及鍍銀前清洗不充分，不能徹底去除保持架表面附著的雜質(zhì)，最終將導(dǎo)致容易使鍍銀表面出現(xiàn)針刺狀麻點(diǎn)缺陷。

根據(jù)上述分析，主要對(duì)影響鍍銀表面質(zhì)量的光飾和清洗過程開展工藝試驗(yàn)研究。

3 工藝試驗(yàn)

3.1 鍍銀前清洗試驗(yàn)

預(yù)鍍銀前保持架表面潔凈度不合格，存在可以導(dǎo)電的雜質(zhì)，是產(chǎn)生鍍銀表面針刺狀麻點(diǎn)缺陷的直接原因。因此，首先進(jìn)行鍍銀前清洗試驗(yàn)。

40CrNiMoA保持架鍍銀前清洗流程為：有機(jī)溶劑清洗→超聲波清洗→屏蔽→電解除油→熱水洗→流動(dòng)冷水洗→強(qiáng)酸浸蝕→流動(dòng)冷水洗→弱酸浸蝕→流動(dòng)冷水洗［3］。

1）方案1

以某產(chǎn)品A型40CrNiMoA保持架（30件）為試驗(yàn)件，嚴(yán)格按照現(xiàn)行鍍銀工藝流程操作，鍍銀后保持架鍍銀表面質(zhì)量合格率約為15%。

2）方案2

仍以產(chǎn)品A型40CrNiMoA保持架（30件）為試驗(yàn)件，在現(xiàn)行清洗工藝的超聲波清洗后增加“汽油清洗”，按照鍍銀工藝完成鍍銀后，鍍銀表面質(zhì)量合格率約為35%。

由上述2種鍍銀前清洗試驗(yàn)可知，機(jī)加工產(chǎn)生的細(xì)小金屬切屑貼附在保持架表面，很難通過清洗將其徹底去除。因此，需要進(jìn)一步對(duì)機(jī)加工過程中的光飾、清洗進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2 機(jī)加工過程的光飾、清洗試驗(yàn)

保持架光飾、清洗過程主要受光飾時(shí)間、光飾磨料銳性以及清洗充分性的影響。

1）方案3

取已完成光飾的A型40CrNiMoA保持架（5件）為試驗(yàn)件，嚴(yán)格按照工藝要求再進(jìn)行一次光飾、清洗，然后依現(xiàn)行鍍銀工藝進(jìn)行鍍銀，檢測發(fā)現(xiàn)，其中4件保持架在外徑、內(nèi)徑表面均出現(xiàn)不同程度的針刺狀麻點(diǎn)缺陷，剩余1件僅外徑面出現(xiàn)輕微的針刺狀麻點(diǎn)缺陷。表明多次光飾、清洗的效果不佳，可能與光飾磨料的銳度有關(guān)。

2）方案4

更換設(shè)備中原有光飾磨料（磨料棱角較圓鈍），將已經(jīng)串好的新光飾磨料（磨料棱角較銳利，但確保不會(huì)劃傷保持架表面）裝入光飾機(jī)。仍以A型40CrNiMoA保持架（5件）為試驗(yàn)件，嚴(yán)格按照工藝要求完成光飾、清洗，然后鍍銀。檢測5件保持架鍍銀后，鍍銀表面沒有出現(xiàn)針刺狀麻點(diǎn)缺陷，鍍銀表面質(zhì)量全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證方案4的有效性，分別對(duì)x批次A型40CrNiMoA保持架（51件）和y批次B型40CrNiMoA保持架（45件）進(jìn)行工藝驗(yàn)證，結(jié)果表明，所有試驗(yàn)保持架鍍銀后表面質(zhì)量均滿足要求，沒有出現(xiàn)針刺狀麻點(diǎn)缺陷。

4 結(jié)束語

40CrNiMoA鋼制實(shí)體保持架鍍銀針刺狀麻點(diǎn)缺陷與鍍銀前保持架表面貼附的細(xì)小金屬雜質(zhì)有密切的關(guān)系，確保鍍銀前保持架表面的潔凈度是預(yù)防鍍銀缺陷的關(guān)鍵。可以在鍍銀前采用60倍體式放大鏡觀察，加強(qiáng)對(duì)保持架表面的目視檢查控制。

經(jīng)工藝試驗(yàn)表明，鍍銀前的清洗很難徹底去除保持架表面貼附的機(jī)加工留下的細(xì)小金屬切屑，通過光飾工序可以徹底去除，但要保證光飾磨料的銳利性。后續(xù)將繼續(xù)開展光飾料使用時(shí)間與光飾效果關(guān)聯(lián)性的工藝試驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)并細(xì)化工藝，保證保持架制造質(zhì)量及質(zhì)量穩(wěn)定性。