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摘要：我公司生产的部分零件，在热后会不定期出现黑斑锈蚀，为生产组织带来极大的不便，并且在除锈过程中耗费大量人力、财力。本文通过一系列实验研究，最终发现黑斑锈蚀的根本原因。我们采用加快更换清洗液、及时抛丸的方式基本解决了零件黑斑问题。
关键词：黑斑锈蚀；清洗液残留
1目前现状
我公司部分类零件长期反复出现黑斑锈蚀，该锈蚀的特点是不定期出现、在雨季更易出现，极端条件下抛丸后2小时即可出现。
该零件的黑斑锈蚀给公司生产组织带来极大不便，热处理车间对黑斑锈蚀零件进行二次抛丸除锈过程中消耗极大的人力、物力、财力，更有经过二次抛丸仍无法去除黑斑锈蚀的零件，造成报废的后果，给公司带来经济损失。
2 黑斑锈蚀原因分析
由于黑斑锈蚀的原因非常不明确，本文首先从人机料法环五个方面，列出导致锈蚀的所有可能因素，然后通过现场调研、现场试验等方式排除一些最不可能的致锈因素，将最可能的因素列为要因，对其进行逐一实验排除。
经过对零件整个生产过程的跟踪调研，发现如下现象：
①零件在秋季的高温高湿气候更容易出现锈蚀；
②锈蚀的部位主要集中在零件的内花键齿底及相应的外花键齿底，如下左图所示，而反过来另一边则并无锈蚀出现，
③在整个零件生产过程中只有热处理车间的所有过程零件姿态为立放，而齿联一车间生产过程均为平放，从以上的调研，结合生产过程、零件锈蚀状态分析，最有可能产生锈蚀的原因为回火前的清洗液残留致锈。
3 主要相关工艺试验及分析
为了验证清洗液残留导致黑斑锈蚀，我们进行了大量实验，下面是我们大量实验中最主要的四个实验。
本文所有的实验都是基于实际生产过程，但实际生产过程受气候条件、生产周期限制，实验周期过长，有的实验条件甚至一年才出现一次。为了缩短实验周期，尽快解决零件的黑斑锈蚀问题，本文中使用湿热试验箱对现场部分环境进行模拟。经过对频繁出现锈蚀天气的考察，我们设定的湿热条件为30℃、95%相对湿度。
3.1 零件黑斑锈蚀重现实验（一）
* 实验目的： 验证回火前清洗液残留于零件，经抛丸后在湿热气候下是否必然出现黑斑锈蚀。
* 实验过程： 从热处理车间随机取抛丸后零件进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，两次实验共8件样品。
* 实验结果： 8件零件中，6件出现黑斑，2件未出现黑斑。
* 实验结论： 8件零件6件出现黑斑锈蚀，出现锈蚀的比例为75%。零件回火前清洗时，残留于零件表面的清洗液，在抛丸后遇湿热气候，部分出现黑斑锈蚀。
3.2 零件黑斑锈蚀重现实验（二）
为了确认黑斑锈蚀发生的条件，本次试验我们从零件入炉开始跟踪整个零件热处理过程，在回火后对残留白斑部位进行标记，并在回火后及时对零件进行抛丸，抛丸后及时拿回实验室进行湿热实验。
* 实验目的：再次验证回火前清洗液残留于零件，经抛丸后在湿热气候下是否必然出现黑斑锈蚀。
* 实验过程：回火后半小时内进行抛丸，然后进行30℃、95%相对湿度的湿热实验。
* 实验结果：全部零件均没有出现黑斑锈蚀，该实验反复进行均不会出现黑斑锈蚀。
* 实验结论： 零件零件在清洗-回火后残留的清洗液白斑，在及时抛丸后遇湿热气候不会出现黑斑锈蚀。
3.3 回火后白斑湿热实验
经过以上两轮实验，可以确定清洗液的残留白斑，在及时抛丸后，即使遇到湿热气候也不会导致零件的黑斑锈蚀。但实际的情况确实在湿热气候下黑斑锈蚀出现的频繁，且黑斑锈蚀的形貌位置与回火前的清洗液残留白斑一致。在此情况下，分析认为回火前清洗液残留的白斑，在抛丸前已经对零件造成腐蚀，为此进行了如下实验：
* 实验目的：确认回火前清洗液残留白斑，在抛丸前遇湿热条件是否对零件造成腐蚀
* 实验过程：为了对比实验效果，进行了两组对比实验：
第一种零件：对回火后零件直接进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，实验后如下，零件抛丸后如，图3零件再进行湿热实验后如。
第二种零件：回火后先将残留白斑清洗干净，再进行与第一种零件相同的实验。清洗前零件同图1，清洗后零件如下，清洗后再进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，试验后如下，零件抛丸后如，零件再进行湿热实验后
* 实验结果：
零件回火后不抛丸，直接进行湿热试验后的零件，发生了严重锈蚀。再将该锈蚀零件经抛丸后进行湿热实验，零件出现明显黑斑锈蚀，且锈蚀形貌与残留白斑一致；
回火后先经过清洗将残留白斑去除的零件，湿热试验后没有明显变化，再经过抛丸后进行湿热实验，无明显黑斑锈蚀出现。
* 实验结论：
本实验结合“零件黑斑锈蚀重现实验（二）”，可以明确零件黑斑锈蚀出现的原因：回火前清洗液残留于零件表面，在回火过程中形成白斑，如果不及时抛丸或采取其它手段（如清洗）除去白斑，白斑会在高温高湿条件下对零件基体造成腐蚀。再经抛丸后，腐蚀痕迹暂时被掩盖，看不到或隐约可见，一旦在高湿度条件下放置时间过长，原腐蚀痕迹很快就会显现，表现为零件的黑斑锈蚀。
3.4 腐蚀时间确认实验
* 实验目的：确认残留白斑在极端湿热气候下多长时间可以导致零件锈蚀及已锈蚀零件在极端湿热条件下多久可以出现黑斑锈蚀
* 实验过程：将残留白斑零件置于30℃、95%相对湿度的湿热箱内随时观察，记录出现锈蚀的时间；对于出现锈蚀的零件进行抛丸后再进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，随时观察记录出现黑斑锈蚀的时间。
* 实验结论：残留白斑零件在极端湿热条件下，2小时内出现锈蚀。而已经锈蚀零件在抛丸后置于极端湿热条件下，40分钟即可出现黑斑锈蚀。
4 整改措施及效果
本文通过大量实验分析，找到零件锈蚀的真正原因：回火前清洗液残留于零件表面，在回火过程中形成白斑，如果不及时抛丸或采取其它手段（如清洗）除去白斑，白斑会在高温高湿条件下对零件基体造成腐蚀。再经抛丸后，腐蚀痕迹暂时被掩盖，看不到或隐约可见，一旦在高湿度条件下放置时间过长，原腐蚀痕迹很快就会显现，表现为零件的黑斑锈蚀。
经过对现场的调查，发现热处理车间长期不更换清洗液，导致清洗液中钙镁离子浓度过高，从而形成白斑，在湿热气候下对零件基体造成腐蚀形成黑斑锈蚀。
由以上的实验分析及现场调查分析，我们采取了加快换液频率减少清洗液残留、湿热天气及时（两个小时内）抛丸的措施，目前大大降低黑斑锈蚀的发生率及锈蚀程度。整改之后跟踪零件黑斑锈蚀锈蚀情况，目前并未发现有锈蚀情况。
参考文献：
[1]王恒. 金属清洗与防锈，化学工业出版社.
[2]王运玲.45钢黑斑分析，热加工工艺，2013，42卷，10期.
作者简介：
白云（1982.11-），女，陕西榆林人，现为陕西法士特齿轮有限责任公司工艺技术人员，理学硕士，工程师。
关键词：黑斑锈蚀；清洗液残留
1目前现状
我公司部分类零件长期反复出现黑斑锈蚀，该锈蚀的特点是不定期出现、在雨季更易出现，极端条件下抛丸后2小时即可出现。
该零件的黑斑锈蚀给公司生产组织带来极大不便，热处理车间对黑斑锈蚀零件进行二次抛丸除锈过程中消耗极大的人力、物力、财力，更有经过二次抛丸仍无法去除黑斑锈蚀的零件，造成报废的后果，给公司带来经济损失。
2 黑斑锈蚀原因分析
由于黑斑锈蚀的原因非常不明确，本文首先从人机料法环五个方面，列出导致锈蚀的所有可能因素，然后通过现场调研、现场试验等方式排除一些最不可能的致锈因素，将最可能的因素列为要因，对其进行逐一实验排除。
经过对零件整个生产过程的跟踪调研，发现如下现象：
①零件在秋季的高温高湿气候更容易出现锈蚀；
②锈蚀的部位主要集中在零件的内花键齿底及相应的外花键齿底，如下左图所示，而反过来另一边则并无锈蚀出现，
③在整个零件生产过程中只有热处理车间的所有过程零件姿态为立放，而齿联一车间生产过程均为平放，从以上的调研，结合生产过程、零件锈蚀状态分析，最有可能产生锈蚀的原因为回火前的清洗液残留致锈。
3 主要相关工艺试验及分析
为了验证清洗液残留导致黑斑锈蚀，我们进行了大量实验，下面是我们大量实验中最主要的四个实验。
本文所有的实验都是基于实际生产过程，但实际生产过程受气候条件、生产周期限制，实验周期过长，有的实验条件甚至一年才出现一次。为了缩短实验周期，尽快解决零件的黑斑锈蚀问题，本文中使用湿热试验箱对现场部分环境进行模拟。经过对频繁出现锈蚀天气的考察，我们设定的湿热条件为30℃、95%相对湿度。
3.1 零件黑斑锈蚀重现实验（一）
* 实验目的： 验证回火前清洗液残留于零件，经抛丸后在湿热气候下是否必然出现黑斑锈蚀。
* 实验过程： 从热处理车间随机取抛丸后零件进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，两次实验共8件样品。
* 实验结果： 8件零件中，6件出现黑斑，2件未出现黑斑。
* 实验结论： 8件零件6件出现黑斑锈蚀，出现锈蚀的比例为75%。零件回火前清洗时，残留于零件表面的清洗液，在抛丸后遇湿热气候，部分出现黑斑锈蚀。
3.2 零件黑斑锈蚀重现实验（二）
为了确认黑斑锈蚀发生的条件，本次试验我们从零件入炉开始跟踪整个零件热处理过程，在回火后对残留白斑部位进行标记，并在回火后及时对零件进行抛丸，抛丸后及时拿回实验室进行湿热实验。
* 实验目的：再次验证回火前清洗液残留于零件，经抛丸后在湿热气候下是否必然出现黑斑锈蚀。
* 实验过程：回火后半小时内进行抛丸，然后进行30℃、95%相对湿度的湿热实验。
* 实验结果：全部零件均没有出现黑斑锈蚀，该实验反复进行均不会出现黑斑锈蚀。
* 实验结论： 零件零件在清洗-回火后残留的清洗液白斑，在及时抛丸后遇湿热气候不会出现黑斑锈蚀。
3.3 回火后白斑湿热实验
经过以上两轮实验，可以确定清洗液的残留白斑，在及时抛丸后，即使遇到湿热气候也不会导致零件的黑斑锈蚀。但实际的情况确实在湿热气候下黑斑锈蚀出现的频繁，且黑斑锈蚀的形貌位置与回火前的清洗液残留白斑一致。在此情况下，分析认为回火前清洗液残留的白斑，在抛丸前已经对零件造成腐蚀，为此进行了如下实验：
* 实验目的：确认回火前清洗液残留白斑，在抛丸前遇湿热条件是否对零件造成腐蚀
* 实验过程：为了对比实验效果，进行了两组对比实验：
第一种零件：对回火后零件直接进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，实验后如下，零件抛丸后如，图3零件再进行湿热实验后如。
第二种零件：回火后先将残留白斑清洗干净，再进行与第一种零件相同的实验。清洗前零件同图1，清洗后零件如下，清洗后再进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，试验后如下，零件抛丸后如，零件再进行湿热实验后
* 实验结果：
零件回火后不抛丸，直接进行湿热试验后的零件，发生了严重锈蚀。再将该锈蚀零件经抛丸后进行湿热实验，零件出现明显黑斑锈蚀，且锈蚀形貌与残留白斑一致；
回火后先经过清洗将残留白斑去除的零件，湿热试验后没有明显变化，再经过抛丸后进行湿热实验，无明显黑斑锈蚀出现。
* 实验结论：
本实验结合“零件黑斑锈蚀重现实验（二）”，可以明确零件黑斑锈蚀出现的原因：回火前清洗液残留于零件表面，在回火过程中形成白斑，如果不及时抛丸或采取其它手段（如清洗）除去白斑，白斑会在高温高湿条件下对零件基体造成腐蚀。再经抛丸后，腐蚀痕迹暂时被掩盖，看不到或隐约可见，一旦在高湿度条件下放置时间过长，原腐蚀痕迹很快就会显现，表现为零件的黑斑锈蚀。
3.4 腐蚀时间确认实验
* 实验目的：确认残留白斑在极端湿热气候下多长时间可以导致零件锈蚀及已锈蚀零件在极端湿热条件下多久可以出现黑斑锈蚀
* 实验过程：将残留白斑零件置于30℃、95%相对湿度的湿热箱内随时观察，记录出现锈蚀的时间；对于出现锈蚀的零件进行抛丸后再进行30℃、95%相对湿度的湿热实验，随时观察记录出现黑斑锈蚀的时间。
* 实验结论：残留白斑零件在极端湿热条件下，2小时内出现锈蚀。而已经锈蚀零件在抛丸后置于极端湿热条件下，40分钟即可出现黑斑锈蚀。
4 整改措施及效果
本文通过大量实验分析，找到零件锈蚀的真正原因：回火前清洗液残留于零件表面，在回火过程中形成白斑，如果不及时抛丸或采取其它手段（如清洗）除去白斑，白斑会在高温高湿条件下对零件基体造成腐蚀。再经抛丸后，腐蚀痕迹暂时被掩盖，看不到或隐约可见，一旦在高湿度条件下放置时间过长，原腐蚀痕迹很快就会显现，表现为零件的黑斑锈蚀。
经过对现场的调查，发现热处理车间长期不更换清洗液，导致清洗液中钙镁离子浓度过高，从而形成白斑，在湿热气候下对零件基体造成腐蚀形成黑斑锈蚀。
由以上的实验分析及现场调查分析，我们采取了加快换液频率减少清洗液残留、湿热天气及时（两个小时内）抛丸的措施，目前大大降低黑斑锈蚀的发生率及锈蚀程度。整改之后跟踪零件黑斑锈蚀锈蚀情况，目前并未发现有锈蚀情况。
参考文献：
[1]王恒. 金属清洗与防锈，化学工业出版社.
[2]王运玲.45钢黑斑分析，热加工工艺，2013，42卷，10期.
作者简介：
白云（1982.11-），女，陕西榆林人，现为陕西法士特齿轮有限责任公司工艺技术人员，理学硕士，工程师。