JBT 14727-2023 滾動(dòng)軸承 零件黑色氧化處理 技術(shù)規(guī)范 （正式版）

ICS21.100.20CCSJ11JBRollingbearings—Blackoxidetreatmentofparts—Specification2023-12-29發(fā)布中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布IJB/T14727—2023本文件按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不能承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC98）歸口。本文件起草單位：瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司、浙江兆豐機(jī)電股份有限公司、臺(tái)州科錦軸承有限公司、舍弗勒（中國(guó)）有限公司。本文件主要起草人：于長(zhǎng)鑫、田世玲、康乃正、占松華、李祎文、姜波、方志啟。本文件為首次發(fā)布。JB/T14727—2023滾動(dòng)軸承零件完成規(guī)范的熱處理和精磨加工后，再經(jīng)過(guò)黑色氧化處理，將有利于提高產(chǎn)品的技術(shù)性能和安全可靠性，可以在沙塵、潮濕、重載及其他惡劣工況條件下，保障軸承安全、長(zhǎng)期良好運(yùn)行。軸承表面黑色氧化有多種方法，如果處理不當(dāng)，不僅會(huì)造成零件表面腐蝕或者破壞，還會(huì)給軸承的使用帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)。本文件規(guī)范了滾動(dòng)軸承零件用堿性黑色氧化處理要求，使軸承行業(yè)能夠正確應(yīng)用黑色氧化處理工藝，有效控制零件黑色氧化膜質(zhì)量。1JB/T14727—2023滾動(dòng)軸承零件黑色氧化處理技術(shù)規(guī)范本文件確立了滾動(dòng)軸承鋼制零件表面黑色氧化處理工藝過(guò)程，規(guī)定了經(jīng)黑色氧化處理后的零件技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的檢測(cè)方法，規(guī)定了相應(yīng)的檢驗(yàn)規(guī)則。本文件適用于高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼和中碳合金鋼制軸承零件經(jīng)黑色氧化處理的表面質(zhì)量檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T307.2－2005滾動(dòng)軸承測(cè)量和檢驗(yàn)的原則及方法GB/T2361－1992防銹油脂濕熱試驗(yàn)法GB/T3138－2015金屬及其他無(wú)機(jī)覆蓋層表面處理術(shù)語(yǔ)GB/T3177－2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）光滑工件尺寸的檢驗(yàn)GB/T6930－2002滾動(dòng)軸承詞匯GB/T21838.1－2019金屬材料硬度和材料參數(shù)的儀器化壓入試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T25915.1－2021潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第1部分：按粒子濃度劃分空氣潔凈度等級(jí)GB/T32562－2016滾動(dòng)軸承摩擦力矩測(cè)量方法JB/T7051－2006滾動(dòng)軸承零件表面粗糙度測(cè)量和評(píng)定方法NB/SH/T0189－2017潤(rùn)滑油抗磨損性能的測(cè)定四球法3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T3138－2015和GB/T6930－2002界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1黑色氧化膜blackoxidecoating鋼制零件浸入熱堿性鹽溶液中經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)在其表面形成的黑色氧化轉(zhuǎn)化層。3.2連續(xù)性continuity覆蓋層（膜層）表面貫通至金屬基體的孔隙或縫隙的分布情況。3.3結(jié)合力adhesion膜層與基體的結(jié)合能力。[來(lái)源：GB/T3138－2015，3.3，有修改]2JB/T14727—20234黑色氧化處理工藝根據(jù)需要，軸承零件可進(jìn)行單槽或多槽黑色氧化處理。浸入一個(gè)浴槽為“單槽”處理；依次浸入二個(gè)浴槽為“雙槽”處理；依次浸入三個(gè)浴槽為“三槽”處理。軸承零件的黑色氧化處理工藝見附錄A。5技術(shù)要求5.1外觀5.1.1黑色氧化膜（以下簡(jiǎn)稱“黑化膜”）應(yīng)連續(xù)、光滑、致密、完整的覆蓋在基體材料的表面。5.1.2黑化膜表面因基材的不同呈現(xiàn)不同顏色，一般為黑色或深灰色，精研表面的膜層為均勻光亮的黑色或深藍(lán)色。黑化膜表面不應(yīng)出現(xiàn)顏色不均勻的污斑。5.1.3表面粗糙度要求一致的區(qū)域膜層顏色應(yīng)均勻一致，套圈倒角、溝槽等部位允許有色差。局部強(qiáng)化、焊接、粘接、鉚接或其他機(jī)械處理的局部允許有顏色不均勻和發(fā)霧。5.2尺寸公差和表面粗糙度黑色氧化處理后零件的尺寸公差和表面粗糙度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品圖樣的要求。5.3膜厚5.3.1黑化膜的膜厚可用單位面積膜質(zhì)量表示，零件經(jīng)單槽、雙槽和三槽黑色氧化處理后的單位面積膜質(zhì)量應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1單位面積膜質(zhì)量5.3.2經(jīng)雙槽和三槽黑色氧化處理的零件，可測(cè)量其工作面的膜厚，膜厚不應(yīng)小于0.5μm。5.4結(jié)合力經(jīng)黑色氧化處理后的零件或試件按照6.4的規(guī)定進(jìn)行擦拭，擦拭區(qū)域不應(yīng)出現(xiàn)褪色或基體裸露現(xiàn)象。5.5連續(xù)性經(jīng)黑色氧化處理后的零件或試件按6.5的規(guī)定進(jìn)行硫酸銅點(diǎn)蝕試驗(yàn)后，試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)呈現(xiàn)棕黑色至黑色，不應(yīng)出現(xiàn)紅點(diǎn)或紅斑。5.6耐蝕性5.6.1經(jīng)黑色氧化處理后的零件或試件按6.6.1的規(guī)定進(jìn)行耐醋酸試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)域裸露出基體的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)——單槽處理：≥10min；——雙槽處理：≥20min；——三槽處理：≥30min。5.6.2經(jīng)黑色氧化處理后的零件或試件按6.6.2的規(guī)定進(jìn)行耐草酸試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)呈現(xiàn)棕黑至黑色，且邊緣顏色淺灰[見圖1a）]，不應(yīng)為淺灰色[見圖1b）]或有明顯斑點(diǎn)[見圖1c）]。3JB/T14727—2023圖1草酸試驗(yàn)結(jié)果參考圖5.6.3經(jīng)黑色氧化處理后的零件或試件按6.6.3的規(guī)定進(jìn)行恒溫濕熱環(huán)境試驗(yàn)后，表面出現(xiàn)紅銹腐蝕的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)為：——單槽處理：≥24h；——雙槽處理：≥48h；——三槽處理：≥72h。5.7其他性能根據(jù)軸承的使用工況或與用戶協(xié)商后，可對(duì)黑色氧化處理后軸承零件的其他性能進(jìn)行測(cè)試，如：?jiǎn)?dòng)力矩、膜層硬度或耐磨性等。按6.7規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試，允許的最小啟動(dòng)力矩、顯微維氏硬度和磨痕直徑等由制造廠與用戶協(xié)商確定。6檢測(cè)方法6.1外觀的檢查在光照度不小于100lx的自然光下或不小于500lx的混合照明下目視檢查。6.2尺寸公差和表面粗糙度的測(cè)量尺寸公差測(cè)量按照GB/T307.2－2005和GB/T3177－2009的規(guī)定。表面粗糙度測(cè)量按照J(rèn)B/T7051-2006的規(guī)定。6.3膜厚的測(cè)量6.3.1單位面積膜質(zhì)量的測(cè)試方法按附錄B的規(guī)定。6.3.2膜厚的測(cè)量方法可與用戶協(xié)商，采用供需雙方均認(rèn)可的測(cè)量設(shè)備或儀器進(jìn)行測(cè)量。6.4結(jié)合力的檢查經(jīng)黑色氧化處理后未做涂油處理的零件，經(jīng)清潔、干燥、冷卻至室溫后，使用定性濾紙、白色紙巾等用力搓擦其表面。6.5連續(xù)性試驗(yàn)6.5.1試劑（水溶液）4JB/T14727—2023硫酸銅（CuSO4）：30g/L注：除非另有說(shuō)明，本文件所有配制用化學(xué)試劑均采用6.5.2試件采用軸承零件或與軸承零件材料、熱處理和表面粗糙度相同的試件進(jìn)行試驗(yàn)，試件與軸承零件在相同條件下進(jìn)行黑色氧化處理，清潔后表面干燥無(wú)油。6.5.3試驗(yàn)程序在室溫下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)程序如下：a）將3滴（約0.2ml）試劑滴在試件的平整表面上，形成一個(gè)圓滴；小型試件或零件也可浸入試劑中；b）靜置60s后用清水充分沖洗試驗(yàn)區(qū)域，然后干燥試件，進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定。6.6耐蝕性試驗(yàn)6.6.1耐醋酸試驗(yàn)6.6.1.1試劑（水溶液）醋酸（C2H4O2）：200g/L6.6.1.2試件按6.5.2的規(guī)定。6.6.1.3試驗(yàn)程序在室溫下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)程序如下：a）將3滴（約0.2ml）試劑滴在試件的平整表面上，形成一個(gè)圓滴；小型試件或零件也可浸入試劑b）觀察并記錄測(cè)試區(qū)域基體裸露的時(shí)間。6.6.2耐草酸試驗(yàn)6.6.2.1試劑(水溶液)草酸(C2H2O4·2H2O)：50g/L6.6.2.2試件按6.5.2的規(guī)定。6.6.2.3試驗(yàn)程序在室溫下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)程序如下：a）將3滴（約0.2ml）試劑滴在試件的平整表面上，形成一個(gè)圓滴；小型試件或零件也可浸入試劑b）靜置8min后用清水充分沖洗試驗(yàn)區(qū)域，干燥試件，進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定。6.6.3恒溫濕熱試驗(yàn)采用符合6.5.2規(guī)定的試件靜置于符合GB/T2361－1992中4.1規(guī)定的試驗(yàn)儀器中，按GB/T2361—1992中第6章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，記錄試件任一表面出現(xiàn)紅銹腐蝕的最短時(shí)間作為試驗(yàn)結(jié)果。5JB/T14727—20236.7其他性能試驗(yàn)6.7.1啟動(dòng)力矩試驗(yàn)6.7.1.1試件啟動(dòng)力矩試驗(yàn)所用試件應(yīng)符合以下要求：——采用外形尺寸符合規(guī)定的軸承，軸承型號(hào)可與用戶協(xié)商確定；——軸承內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體表面的黑化膜應(yīng)符合5.1～5.6的要求；——其他技術(shù)要求應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和/或產(chǎn)品圖樣。6.7.1.2試驗(yàn)程序按GB/T32562－2016的規(guī)定進(jìn)行啟動(dòng)力矩試驗(yàn)。6.7.2耐磨性試驗(yàn)按NB/SH/T0189－2017的規(guī)定進(jìn)行耐磨性試驗(yàn)。其中：——試驗(yàn)用鋼球均經(jīng)黑色氧化處理，且黑化膜應(yīng)符合5.1～5.6的要求；——試驗(yàn)用油的運(yùn)動(dòng)粘度（40℃)為（10±2）mm2/s；——試驗(yàn)條件為NB/SH/T0189－2017表1中的條件B且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為10min。6.7.3膜層硬度測(cè)試零件膜層硬度按GB/T21838.1－2019中顯微范圍試驗(yàn)的規(guī)定，采用控制試驗(yàn)力的方法，用維氏壓頭進(jìn)行測(cè)定，試驗(yàn)力為5mN，試驗(yàn)力保持時(shí)間為10s。測(cè)試方法也可由制造廠和用戶協(xié)商確定。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1出廠檢驗(yàn)7.1.1黑色氧化處理零件的外觀應(yīng)100%檢驗(yàn)合格。7.1.2每批次的黑色氧化處理零件應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)項(xiàng)目、抽樣方案和判定按表2規(guī)定。表2出廠檢驗(yàn)的抽樣和判定130123013301430153017.2型式檢驗(yàn)7.2.1制造廠出現(xiàn)以下情況之一時(shí)，需對(duì)零件的黑色氧化處理質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證檢驗(yàn)：a）新設(shè)計(jì)投產(chǎn)的產(chǎn)品；b）零件材料或熱處理工藝改變；c）黑色氧化處理原料供應(yīng)商變更；d）黑色氧化處理工藝改變；6JB/T14727—2023e）黑色氧化處理設(shè)備停用三個(gè)月以上或經(jīng)過(guò)大修恢復(fù)生產(chǎn)以后；f）其他。7.2.2型式檢驗(yàn)除了出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目外，還應(yīng)對(duì)黑色氧化處理后的尺寸公差、表面粗糙度以及耐蝕性（恒溫濕熱試驗(yàn)）進(jìn)行檢驗(yàn)，其抽樣方案和判定由制造廠與用戶協(xié)商確定。7.3驗(yàn)收檢驗(yàn)驗(yàn)收檢驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目、抽樣方案、接受質(zhì)量限由制造廠和用戶協(xié)商確定。7JB/T14727—2023（資料性）黑色氧化處理工藝A.1預(yù)處理A.1.1零件黑色氧化處理前應(yīng)經(jīng)退磁清潔處理，表面應(yīng)干凈，無(wú)油脂和氧化皮等異物，濕潤(rùn)后不掛水珠。A.1.2零件黑色氧化前應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力處理，符合相關(guān)材料的熱處理規(guī)范要求。A.2黑色氧化處理流程A.2.1濕潤(rùn)狀態(tài)的零件浸入熱堿浴槽中，每個(gè)浴槽的溶液成分和溫度及零件氧化時(shí)間應(yīng)符合制造廠工藝文件要求，操作過(guò)程應(yīng)符合制造廠操作規(guī)范和有關(guān)安全的規(guī)定。A.2.2零件每次浸入浴槽完成氧化處理后，轉(zhuǎn)入下道工序前，應(yīng)用流水沖洗，清除零件氧化過(guò)程中的表面沉淀物。A.2.3完成全部氧化處理之后，需用流水繼續(xù)沖洗，徹底清除零件氧化過(guò)程中的表面殘留沉淀物和溶液。在完成最終沖洗之前，零件表面應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。A.3后處理經(jīng)黑色氧化處理并沖洗干凈的零件需進(jìn)行干燥處理，干燥后的零件應(yīng)盡快涂抹防銹油。A.4其他A.4.1黑色氧化處理過(guò)程中不應(yīng)有使零件表面產(chǎn)生凹陷或晶間腐蝕等的任何侵蝕反應(yīng)。A.4.2黑色氧化處理工藝不應(yīng)降低零件基體的硬度，操作溫度控制在零件產(chǎn)生低溫回火脆性的溫度范圍之外。8JB/T14727—2023（規(guī)范性）單位面積膜質(zhì)量的測(cè)試方法B.1總則B.1.1應(yīng)在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境溫度波動(dòng)應(yīng)小于4℃。B.1.2測(cè)量環(huán)境宜達(dá)到GB/T25915.1－2021中表1規(guī)定的空氣潔凈度ISO5級(jí)；也可在符合該要求的環(huán)境箱/柜中進(jìn)行測(cè)量。B.1.3采用精確為0.1mg的分析天平，試件的稱量精度為0.1mg。B.1.4浸漬試件須采用玻璃器皿。B.1.5每一試件浸漬都應(yīng)采用新配制的試劑。B.2試劑（水溶液）鹽酸（HCl1mol/L六亞甲基四胺（C6H12N4）：40g/LB.3試件試件的材料、熱處理和表面粗糙度應(yīng)與軸承零件相同，其表面積應(yīng)不少于2000mm2（推薦試件尺寸：直徑×長(zhǎng)度為φ30mm×30mm試件黑色氧化處理工藝與軸承零件一致。對(duì)于總表面積小于2000mm2的零件（如小規(guī)格的滾子和鋼球等），可采用數(shù)個(gè)零件來(lái)保證一次測(cè)量所要求的測(cè)量表面積。B.4試驗(yàn)程序B.4.1黑化試件測(cè)量取經(jīng)黑色氧化處理的試件，經(jīng)流水清洗、蒸餾水漂洗、干燥后稱其質(zhì)量m1。將該試件浸入試劑中，開始計(jì)時(shí)，待黑化膜完全退除后取出并記錄試驗(yàn)時(shí)間，流水清洗、蒸餾水漂洗、干燥后稱其質(zhì)量m2。B.4.2空白試件測(cè)量取未經(jīng)黑色氧化處理的試件，經(jīng)流水清洗、蒸餾水漂洗、干燥后稱其質(zhì)量m3。將該試件浸入試劑中，開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)與黑化試件試驗(yàn)時(shí)間相同的反應(yīng)時(shí)間后，流水清洗、蒸餾水漂洗、干燥后稱其質(zhì)量m4。B.5計(jì)算單位面積膜質(zhì)量B.5.1計(jì)算試件總表面積A（mm2）。B.5.2按公式（B.1）計(jì)算單位面積膜質(zhì)量mA：9mAA式中：mA——單位面積膜質(zhì)量，單位為g/m2；m1——經(jīng)黑色氧化處理的試件的質(zhì)量，單位為mg；JB/T14727—2023…………………(B.1)m2——在試劑中經(jīng)浸泡干燥后的黑色氧化處理試件的質(zhì)量，單位為mg；m3——未經(jīng)黑色氧化處理的試件的質(zhì)量，單位為mg；m4——在試劑中浸泡后干燥的未經(jīng)黑色氧化處理的試件的質(zhì)量，單位為mg；A——試件總表面積，單位為mm2。B.5.3按B.4重復(fù)測(cè)定三組以上試件，取每組計(jì)算值的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。JB/T14727—2023參考文獻(xiàn)[1]GB/T9792－2003金屬材料上的轉(zhuǎn)化膜單位面積膜質(zhì)量的測(cè)定重量法[2]GB/T12334－2001金屬和其他非有機(jī)覆蓋層關(guān)于厚度測(cè)量的定義和一般規(guī)則[3]GB/T11376－2020金屬及其他無(wú)機(jī)覆蓋層金屬的磷化膜[4]GB/T17720－1999金屬覆蓋層孔隙率試驗(yàn)評(píng)述[5]ISO2064:1996Metallicandotherinorganiccoatings—Definitionsandconventionsconcerningthemeasurementofthickness[6]ISO2819:1980Metalliccoatingsonmetallicsubstrates—Electrodepositedandchemicallydepositedcoatings—Reviewofmethodsavailablefortestingadhesion[7]ISO3892:2000Conversioncoatingsonmetallicmateria