Эксплуатация подшипников в особо жестких условиях требует от производителей применения наиболее эффективных способов защиты от негативных факторов. Одним из самых надежных способов предохранения стальных опор от коррозии в наши дни является черное оксидирование. При такой обработке на поверхности сплава образуется тонкая пленка, предохраняющая от ржавчины и действия многих агрессивных химических факторов. Еще одним плюсом этого покрытия можно считать предотвращение мелких механических повреждений поверхностей в процессе приработки деталей.
Использование подшипников с черным оксидированием
Наиболее широкое применение детали с черным оксидированием нашли в ветроэнергетике. Рост мощности и габаритов ветряных генераторов в последние годы начал предъявлять максимально высокие требования к надежности редукторов, ключевыми элементами которых всегда были подшипники. Опоры в ветрогенераторах работают в условиях больших перепадов температур, трибохимических нагрузок, а также абразивного действия загрязняющих частиц. Все это, в сочетании с химической коррозией, снижает срок службы деталей, замена которых в редукторах оборудования такого типа сопряжена с серьезными сложностями.
Черное оксидирование – идеальный выход из положения, так как технология лишь незначительно влияет на стоимость изделия и предоставляет целый ряд важных преимуществ:
Слой обеспечивает инертность к агрессивным компонентам смазочных материалов;
Покрытие гарантирует безопасную для детали приработку;
Обработка увеличивает срок службы изделий по сравнению с обычными до 1,5-2 раз.
Из минусов этого способа защиты деталей нужно отметить лишь его сложность, связанную с необходимостью тщательно придерживаться технологии, которая сама по себе не является наукоемкой и дорогостоящей.
Как происходит нанесение покрытия на подшипник
Черный слой на поверхности металла – это оксидная пленка, образующаяся в процессе погружения подшипника в щелочно-водный соляной раствор, нагретый до температуры 130-150 °C. При погружении в жидкость верхний слой легированного сплава опоры вступает в реакцию с химическим соединением, образуя пленку FeO и Fe2O3. Она стабилизируется, в результате чего превращается в Fe3O4 с толщиной слоя в пределах 1-2 мкм.
Мы описали упрощенный сценарий процесса химической обработки опор, который на самом деле состоит из 15 важных этапов. Каждая стадия отличается составом реагента, его температурой и сроком воздействия на легированную сталь. Технология требует строгого соблюдения всех требований и норм, так как даже небольшое отступление от правил влечет за собой значительное снижение защитных свойств черного оксидированного покрытия и даже повреждение элементов подшипника.
С каждым годом черное оксидирование становится все более востребованным способом защиты подшипников в сложных условиях. Пионером этой технологии стал шведский концерн SKF, опыт которого быстро переняли многие крупные производители опор. Постепенно оксидированные изделия проникают из энергетики и в другие сферы человеческой деятельности, например, в судостроение.