CN100353083C - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐腐蚀性优良的并且适合环境保护的滚动轴承。该滚动轴承通过在外圆周内具有内圈滚道的内圈和内圆周内具有外圈滚道的外圈之间可转动地保持多个滚动构件，并且采用橡胶覆盖的密封件或保护元件进行密封，其中，密封件或保护元件的芯金属是用0.2～50μm厚的膜所覆盖的钢板，所述膜包含氧化-还原电位低于铁的金属或合金，并且所述钢板形成了含锂和硅酸盐无机物质的膜作为最表层。

Description

滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承，尤其是涉及用于改进耐腐蚀性的技术。
背景技术
滚动轴承在其轴承圈上装有密封件或者保护元件(以下也可称为“密封材料”)，用以避免所密封的润滑脂、润滑剂泄露或者外来物质从外部侵入。例如，图1所示横截面的滚珠轴承，其结构是借助于保持架7a，在具有内圈滚道1的内圈2和具有外圈滚道3的外圈4之间可转动地保持多个滚珠5，并且进一步把密封材料6固定到外圈4上。所述密封材料6采用通过将如钢板等加工成所要求形状的金属制密封材料，如图2所示，它还可采用钢制芯6a和橡胶等的弹性构件6b作为一体的橡胶制密封材料。
通常，密封材料6经过耐腐蚀处理，以避免受到氧化作用的腐蚀。例如，日本待审查公开号11-62989描述的一种产品，如图12所示，在钢材料10的表面镀敷锌膜11而成膜的镀锌的钢材料上，设有铬酸盐膜12而保护锌膜11。另外，另一种产品也是已知的，如图1 3所示，其中在钢材料10的表面镀敷锌膜11而成膜的镀锌的钢材上形成铬酸盐膜12，以保护锌膜11，再进一步在其上设置含有硅酸锂的保护膜13。
上述镀锌的钢材可以通过选择性地使电化学上比钢材10中存在的铁更碱性的金属锌离子化而防止钢材10的腐蚀，这就是所谓自我牺牲型的耐腐蚀性钢板。然而，由于Zn膜11上形成的铬酸盐膜12抑制锌的溶出，所以，固有的自我牺牲型的耐腐蚀性不能充分发挥，因此，不能充分阻止锈斑。当轴承的滚道表面上出现锈斑时，会引发许多麻烦，如声响大或转矩的不均匀性，并成为致命的缺陷。尤其是，在密封有润滑脂的轴承中，锈斑很容易出现在滚道的表面上，这是个大问题。
铬酸盐膜12通常是通过电解处理六价铬酸盐溶液制成的，并且六价铬酸盐会从铬酸盐处理零件的废弃物流入土壤中，产生严重的环境问题，从环境保护的观点来看，设置铬酸盐膜12是不优选的。
在这些条件下，完成了本发明，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性优良的，并且适合环境保护的滚动轴承。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供下面公开的轴承。
(1)一种滚动轴承，该轴承通过保持架，在外圆周中具有内圈滚道的内圈和内圆周中具有外圈滚道的外圈之间可转动地保持多个滚动部件，并且用橡胶覆盖的密封件或保护元件密封。
其中，密封件或保护元件的芯金属是用0.2～50μm厚度的膜覆盖的钢板，该膜包含一种氧化-还原电位低于铁的金属或者合金，并且在钢板上设置由含有锂和硅酸盐的无机物的膜作为最表层。
(2)一种滚动轴承，该轴承通过保持架，在外圆周中具有内圈滚道的内圈和在内圆周中具有外圈滚道的外圈之间可转动地保持多个滚动部件，并且用橡胶覆盖的密封件或保护元件密封。
其中，密封件或保护元件的芯金属是用0.2～50μm厚度膜覆盖的钢板，所述膜含有氧化-还原电位低于铁的金属或者合金，并且在钢板上设置由含有丙烯酸树脂或氨基甲酸乙酯树脂的膜作为最表层。
(3)上面(1)或(2)中所述的滚动轴承，其中含有的氧化-还原电位低于铁的金属或其合金的膜，是一种含有镓、锌、钴、钼、钒、钛、铝、镁或其合金的薄膜，或是多个所述薄膜加以层叠的叠层膜。
(4)如上面(1)或(3)中所述的滚动轴承，其中，通过ZAF校正法所测定的最表层膜中硅的比例为6～26wt％。
(5)上面(4)中所述的滚动轴承，其中，通过ZAF校正法所测定的硅比例，是从供给10kV或者15kV电压的钨丝所产生的电子束来测定的硅、氧、锌、和铁的量加以计算的值。
(6)上面(1)～(5)中任一项所述的滚动轴承，其中，包括密封件或保护元件最表层在内的板总厚度低于0.41mm。
(7)上面(1)～(6)中任一项所述的滚动轴承，其中，密封件或保护元件具有弯曲部分，并且最表层的涂层重量为200～600mg/m2。
(8)上面(1)～(6)中任一项所述的滚动轴承，其中，密封件或保护元件具有弯曲部分和曲线部分，各个具有的曲率半径为0.04mm或0.04mm以上，最表层的涂层重量为200～600mg/m2。
附图说明
图1是本发明和原有技术的滚动轴承的一个实施例(具有金属制的密封材料)的截面图。
图2是本发明和原有技术的滚动轴承另一个实施例(具有橡胶制的密封材料)的截面图。
图3是用于本发明滚动轴承的含有金属密封材料或橡胶密封材料的芯金属的结构示意图。
图4是用于本发明滚动轴承的含有金属密封材料或橡胶密封材料的芯金属的另一结构示意图。
图5是用于本发明滚动轴承的含有金属密封材料或橡胶密封材料的芯金属的另一种结构示意图。
图6是用于本发明滚动轴承的含有金属密封材料或橡胶密封材料的芯金属的另一种结构示意图。
图7是用于本发明滚动轴承的含有金属密封材料或橡胶密封材料的芯金属的又一结构示意图。
图8是锌合金膜的膜厚度和实施例中所获得的锈斑出现点数之间的关系曲线图。
图9是在Zn合金的涂层重量为10g/m2情况下，保护膜中Si含量和实施例中所获得的白锈斑出现点数之间的关系曲线图。
图10是在Zn合金的涂层重量为5g/m2情况下，保护膜中的Si量与实施例中所获得的白锈斑点数之间的关系曲线图。
图11是Zn合金镀膜的表面处理与实施例中所获得的保护膜中Si量之间的关系曲线图。
图12和图13是原有的金属制密封材料或橡胶制密封材料的芯金属的结构示意图。
在这些附图中，附图标记1为内圈滚道，2为内圈，3为外圈滚道，4为外圈，5为滚珠，6为密封材料，7为保持架，10为钢板，11为Zn膜，12为铬酸盐膜，13为保护膜，20为耐腐蚀膜，21为钒化合物膜，22为树脂制的保护膜，31a～31c和34a～34b是弯曲部分，32是平面部分，和33是曲线部分。
具体实施方案
在下面的说明中，将参照附图对本发明进行详细的阐述。
在本发明中，对滚动轴承的本身结构没有限制，例如，以图1所示的滚动轴承为例加以说明。也就是说，该滚动轴承具有的结构是，通过保持架7，在具有内圈滚道1的内圈2和具有外圈滚道3的外圈4之间可转动地保持多个滚珠5，并且进一步把密封材料6固定在外圈4上。本发明配置如下所示构造密封材料6，致使提供的耐腐蚀性远比一般的耐腐蚀性好。
所述密封材料6采用如图1所示的金属制密封材料，另外，如图2所示，它还可以采用芯6a和橡胶等的弹性元件6b一体形成的橡胶制的密封材料。不过，在本发明中，如图3所示，在钢片10的表面上形成膜20(下文称作“耐腐蚀膜”)，该膜含有氧化-还原电位比铁低的金属或合金，并且把含有锂和硅石的无机物质(硅酸盐)的保护膜13在其上进一步形成，以便用于金属制密封材料或橡胶制密封材料的芯金属6b。对钢板10没有限制，通常的冷轧钢板或诸如此类的都适用，其厚度一般在0.1～0.5mm。
公知的是，铁作为钢板10的基体，在存有溶解少量盐的水蒸汽或盐水等的电解液的条件下，对离子化倾向大于铁(比铁更碱性(baser)的金属，例如Zn或Mn)的金属来说，起到阳极作用。例如25℃下，标准电极电位值e°为Mn|Mn++：-1.18，Zn|Zn++：-0.76，而Fe|Fe++：-0.44。
具有氧化-还原电位小于铁的金属包括镓、锌、钴、钼、钒、钛、铝、镁、或其合金。从价格来说，锌、钴、钼或其合金是优选的，而就氧化-还原电位与铁的差别大小来看，锌或其合金(例如，Zn-Co-Mo)是最优选的。对于耐腐蚀性的膜20，这些金属或其合金的层可以多次层叠。
耐腐蚀性膜20的厚度为0.2～50μm，低于0.2μm时，自我牺牲保护的耐用时间不充分，尽管厚度可大于50μm，但增加厚度的效果看不出，并导致不经济性，且密封材料的加工性变坏。优选厚度为0.2～20μm，尤其是0.2～10μm，最优选的是0.5～3μm。
对制作耐腐蚀性膜20的方法没有限制，电镀法或钢板10浸入熔融金属中的方法都是合适的。在对耐蚀性膜20成膜比较薄的情况下，电镀法是理想的，而对于成膜比较厚的薄膜来说，浸渍法是理想的。
从另一方面来说，含有锂和硅酸盐的保护膜13的厚度优选0.01～5μm，更优选的是0.05～0.5μm。保护膜13的膜厚当低于0.01μm时，耐腐蚀性的改进效果不充分，而超过5μm时，当加工成芯金属时，保护膜13破裂，并且混入滚动面中，这很有可能对声音性能引起不良的影响。采用与现有方法相同的方法制作保护膜13就可以。
借助于保护膜13中的Si含量，可以改变耐腐蚀性。为了保证足够的耐腐蚀性，尽管取决于耐腐蚀性膜20的种类和厚度，但是，例如，假若复合镀Zn的涂层重量为5g/m2时，保护膜13中的Si含量为10～40wt％是优选的，假若复合镀Zn的涂层重量为10g/m2，保护膜13中的Si含量为6～26wt％是优选的。
作为耐腐蚀性膜和保护膜，不限于上述结构，如图4和5中所示的膜结构是可能的。也就是说，如图4所示，把与上述相同的耐腐蚀性膜20设置在钢板10上，再将含有钒化合物的保护膜21进一步置于其上，然后把包括丙烯酸树脂或氨基甲酸乙酯树脂的树脂制保护膜22再安置其上就可以。这种树脂保护膜22的厚度与上述含有锂和硅酸盐膜13的厚度相类似。对包含钒化合物的膜21的厚度没有特别的限制。
如图5所示，与上述相同的耐腐蚀性膜20被安置在钢板10上，含有钒化合物的膜21再置于其上，再将含有锂和硅酸盐的保护膜13进一步设置于其上。
在图4所示的芯金属中，含磷酸盐的膜，可提供来代替树脂膜22。薄膜的厚度与树脂保护膜22相同。化学转化处理溶液包括Nippon Parkarising(KK)制造的Pal bond L15C、Pal bond L18、Pal bond 20、Pal bond 37组、PalbondN144、Pal bond N160、Pal bond L3007、Pal bond L3027、Pal bond 3050、Pal bond 3100、Pal bond 3112组、Pal bond 3118、Pal bond 3140、Pal bondWL35，并且，可以使用以它们为基准的其它化学转化溶液。
上述耐腐蚀性膜20和保护膜13、含钒化合物的膜21、树脂保护膜或者磷酸盐保护膜22，优选在钢板10的两面上形成，尤其在如图1所示的整体暴露的金属制密封材料6中特别有用。作为密封材料6，在钢板10上形成这些膜之后，接着，通过挤压成型按要求进行成型，另外，在预先成型为规定形状的钢板10上形成这些被膜也可。
在形成被膜后进行挤压成型的方法中，在加工应力大的部分在膜上有出现龟裂的危险。因此，在作为基层的膜上进行表面处理是优选的。例如，在图3所示的保护板上，形成镀Zn膜作为耐腐蚀性膜20，并且，在形成含有锂和硅酸盐的膜作为保护膜13的保护板上，通常在电镀之后用水进行漂洗，以除去附着在镀Zn膜上的电镀液，此时，在镀Zn膜的电极表面上形成含有电镀液的氧化膜，使与其上形成的含有锂和硅酸盐的被膜的粘合性下降。
因此，通过诸如等离子体清洗或离子照射等物理洗涤法，或者用酸或碱的化学清洗法(腐蚀)来清洗镀Zn膜表面。由于在生产过程中能够在线(in-line)进行处理，所以，用酸溶液或碱溶液腐蚀或电解处理是合适的。作为这种情况下的酸溶液，具有pH＝4或以下的氢离子浓度的溶液，如硝酸、盐酸、磷酸或硫酸都是有效的，而作为碱溶液，氨或纯碱类是有效的。在它们当中，磷酸、硫酸等非挥发性的酸溶液，因其酸的浓度长时间变化少，故是特别合适的。
通过对作为基层的被膜进行表面处理，提高与其上形成的被膜的附着性，从而使制成各个被膜的膜厚变薄，在成本上是有利的。
另外，在使用厚度小的轴承情况下(例如，NSK有限公司生产的No.6800系列)，由于将保护板压紧到外圈上而使外圈的圆度遭到破坏的缘故，所以，优选包括最表层在内的保护板总厚度应低于0.41mm。
此外，如图6和7所示，保护板6经常被加工成具有弯曲部分、曲线部分或卷曲部分的形状。例如，图6所示的保护板6，在构成前端和被压紧部处，形成分别有曲率半径为0.04mm或更大的弯曲部分31a、31b、31c，而图7所示的保护板6，在平面部分32的前端形成有曲率半径为0.04mm或更大的曲线部分33，并在被压紧部分处通过弯曲部分34a、34b形成卷曲部。在具有弯曲部分、曲线部分或卷曲部分的保护板6中，若确定最表层的涂层重量为200～600mg/m2时，则这些部分中的耐腐蚀性提高。当低于200mg/m2时，将得不到抑制腐蚀的效果，钢板的腐蚀以增大的速度发展。当超过600mg/m2时，在加工的同时，很容易在这些部分中出现裂纹。
另外，假若按照ZAF法测量以Si含量表示最表层的涂层重量时，正如下文将要提到的实施例所表示的，200mg/m2为10wt％(加速电压10kV)和5.8wt％(加速电压15kV)，而600mg/m2为36wt％(加速电压10kV)和21wt％(加速电压15kV)。另外，按照X射线光电子分析法(XPS)，单位表面积的涂层量相当于0.1 8～0.65μm。
如上所述构造的密封材料6，在耐腐蚀性上是极优良的，尤其是对于封入润滑脂的滚动轴承是有效的，与一般情况相比，抑制锈斑在滚道表面上出现的作用有很大的改进。由于如一般技术那样没有铬酸盐被膜(见图13中的附图标记12)，所以，不会由铬(VI)带来环境的污染。
封入的用于润滑的润滑剂没有限制，例如，可适当选择锂皂-矿物基润滑脂、锂皂-酯油基润滑脂、尿素化合物-酯油基润滑脂、或者尿素化合物-合成烃油基润滑脂封入。采用润滑脂以外的进行润滑也是可能的。
本发明将详细地并参照特定的实施方案予以阐述，在不超出本发明精神和范围的前提下增加各种改进或者修正，对于所属技术领域的技术人员来说都是显而易见的。
实施例
下面将参照实施例更详细地说明本发明，但本发明又不受这些实施例的限制。
(实施例1)
在厚度为0.3mm的冷轧钢板上，通过改变膜的厚度，经由电镀法形成Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，并进一步在其上形成有固定厚度为0.3μm的具有锂和硅酸盐化合物的被膜。随后，把有Zn合金被膜的钢板挤压成型而加工为适于由NSK有限公司制造的轴承No.6203使用的保护板，并安装到上述轴承上以制成试验样品。
把上述试验样品，于丙三醇64％和水36％中，使用含300ppm甲酸的溶液调节相对湿度至40％的酸环境下(40℃)放置360小时。使用甲酸的理由是，因为当用于马达承重轴承等的转子上的清漆未充分干燥时，产生甲酸和乙酸。从酸的环境下取出试验样品后，观察滚道表面以研究锈斑的出现点数。
如图8的曲线所示，锈斑的出现点数因Zn合金膜的厚度而不同，可以看出，在Zn合金膜的厚度为0.2μm或以上的范围内時，一定会抑制锈斑的出现。
(实施例2)
在0.2mm厚的冷轧钢板上，电镀Zn合金(Zn-Co-Mo)被膜，其涂层重量为10g/m2，并在其上形成固定厚度为具有0.3μm的锂和硅酸盐化合物构成的被膜。接着，把Zn合金膜被覆的钢板用挤压成型法加工成适合于NSK有限公司生产的轴承No.608使用的保护板，并安装到上述轴承上以制成试验样品。另外，涂层重量，是通过JIS G3313的荧光X射线法，按照电镀附着量试验进行测定。另外，在下列实施例和对比例中，使用相同的方法测量涂层的重量。
(实施例3)
在厚度为0.2mm的冷轧钢板上，电镀Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，其涂层重量为10g/m2，通过电解还原法进一步在其上形成由钒化合物构成的膜，再在其上形成固定厚度0.3μm的丙烯酸树脂膜。随后，把Zn合金膜被覆的钢板挤压成型加工为适合于NSK有限公司生产的轴承No.608使用的保护板，并安装到上述轴承上以制成试验样品。
(实施例4)
除了使用氨基甲酸乙酯树脂代替丙烯酸树脂外，与实施列3同样进行操作，制成试验样品。
(实施例5)
在厚度为0.2mm的冷轧钢板上，电镀Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，其涂层重量为10g/m2，通过电解还原法进一步在其上形成由钒化合物构成的被膜，然后，再在其上形成固定厚度为0.3μm的含有锂和硅酸盐化合物的膜。随后，把Zn合金膜被覆的钢板挤压成型成适于NSK有限公司生产的轴承No.608使用的保护板，并安装到上述轴承上以制成试验样品。
(对比例1)
在厚度为0.2mm的冷轧钢板上，电镀Zn合金(Zn-Co-Mo)被膜，其涂层重量为10g/m2，进一步在其上由Cr溶液经由电解处理法形成铬酸盐层，再在其上形成固定厚度为0.3μm的含有锂和硅酸盐化合物的膜。随后，把被覆Zn合金膜的钢板挤压成型为NSK有限公司生产的轴承No.608使用的保护板，并安装在上述轴承上以制成试验样品。
(耐腐蚀性实验)
把上述试验样品在丙三醇64％和水36％中，使用含甲酸300ppm的溶液调节相对湿度至40％的酸环境下(40℃)放置360小时后，从酸环境中取出试验样品，观察滚道表面以研究锈斑的出现点数。结果列于表1中，其中，锈斑出现点数少于3的为“○”，3～5的为“△”，而6或更多时为“×”。由表1可以看出，按照本发明的实施例2～5中每一个，轴承的圈部件都能显示优良的耐腐蚀性。本耐腐蚀性试验是加速实验，并且，锈斑出现的起因受保护板表面上的镀Zn层和与其嵌合的轴承圈的状态所控制。也就是说，通过用比制成轴承滚道表面的金属种类更碱性的金属覆盖保护板的表面，牺牲防腐蚀作用的效果是可预期的。可以认为没有铬酸盐层时，自我牺牲防腐蚀作用的效果更有效。
表1  轴承各部件中的锈斑出现率
    外圈的外直径表面     内圈的内直径表面     外圈座圈表面     内圈座圈表面     保护板     是否使用铬(VI)溶液 全面评价
实施例2     ○     ○     ○     ○     ○     未 ◎
实施例3     ○     ○     ○     ○     ○     未 ◎
实施例4     ○     ○     ○     ○     △     未 使用：是
实施例5     ○     ○     ○     ○     △     未 使用：是
对比例1     ×     △     ×     △     ○     是 使用：不
(检验保护膜中的Si含量)
在0.2mm厚度的冷轧钢板上，电镀一层涂层重量为10g/m2的Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，并且在其上进一步形成Si含量不同的锂-硅酸盐化合物的被膜(保护膜)，以制造试验样品。这就是为什么测量锂-硅酸盐化合物涂层的准确厚度困难，为了寻找锂-硅酸盐涂层的合适范围，更换Si的X射线的强度。Si含量是在下列条件下，通过使用由日本电子光学实验室(NipponElectron Optics Laboratory)制造的二次电子显微镜(SEM)“JSM-5610”和与其附带的EDAX公司(US)制造的能量分散型X射线分光镜“Phoenix/Falcon”测量的。
加速电压...10kV
视场(放大率)...300倍或以下
取出角...30°
倾斜角...0°
积分时间...60秒
测量元素...氧、锌、硅、铬和铁
定量校正...ZAF法
其次，就每一个试验样品来说，按照JIS Z2371进行5％盐水喷雾试验，并且目视测量白色锈斑出现点数。结果列于图9，可以看出假若保护膜中的Si含量范围在12～40wt％时，可以获得良好的耐腐蚀性。
此外，通过改变Zn合金的涂层重量至5g/m2进行同样的实验。结果列于图10中，并且可以看出假若保护膜中的Si含量范围在10～45wt％时，可以获得良好的耐腐蚀性。
由于X射线的出现范围取决于电子束的加速电压，所以，保护膜的Si测量值是不同的，这取决于镀Zn膜的厚度。在加速电压如同本实施例的10kV时，Si含量为12～40wt％，但若为15kV时，则Si含量从8％变到30wt％。尤其是，在电子束加速电压为15kV的测量条件下，若Zn的涂层重量变薄到5g/m2时，则X射线发生的范围可以达到下层的冷轧钢板，并且Si含量的测量是困难的。因此，电子束的加速电压为10kV。
根据上述的试验结果，可以看出假若耐腐蚀性薄膜(Zn合金薄膜)在本发明规定的厚度内形成，并且优选的是，通过根据耐腐蚀性薄膜的厚度调节Si至优化值来形成保护膜(锂和硅酸盐的化合物)時，钢板的耐腐蚀性有很大的改进。
(检验表面处理)
如表2所示，制备在0.2mm的冷轧钢板上形成铬酸盐层的试验钢板A～D(原有产品)和在0.2mm的冷轧钢板上形成Zn合金被膜(Zn-Co-Mo)，并且用酸溶液进行进一步表面处理的试验钢板E～H(本发明产品)。镀Zn合金膜的涂层重量为10g/m2。随后，在其上形成Si的含量在6wt％-26wt％的范围内，使膜厚改变的Si含量不同的锂和硅酸盐化合物的膜。Si含量是通过与上述相同方式、用ZAF法(加速电压：15kV)来测定。
试验钢板通过挤压成型为适合NSK有限公司制造的No.6201的深沟球轴承使用的保护板，并且观察平面部分、挤压-压缩部分和挤压-拉伸部分上的裂纹。相应部分上的裂纹是由电子显微镜的照片判断得到证实的，没有由于挤压而产生裂纹的为“○”，出现裂纹的为“×”，结果列于表2中。平面部分几乎不承载挤压所产生的应力，挤压压缩部分承载加工过程中由于变形产生的压缩应力，而挤压拉伸应力部分承载加工过程中由于变形而产生的拉伸应力。
表2挤压成型过程中裂纹的出现情况
    试验钢板   铬酸盐涂层 表面处理   氢离子浓度     Si量(重量％)     平面部分     挤压-压缩部分     挤压-拉伸部分
    A   存在 不存在   -     8     ○     ×     ×
    B   存在 不存在   -     12     ○     ×     ×
    C   存在 不存在   -     16     ○     ×     ×
    D   存在 不存在   -     21     ○     ×     ×
    E   不存在 硫酸溶液   10-4     6     ○     ○     ○
    F   不存在 磷酸溶液   10-3     11.8     ○     ○     ○
    G   不存在 盐酸溶液   10-2     16     ○     ○     ○
    H   不存在 硫酸溶液   10-1     26     ○     ○     ○
从表2可以看出，本发明试验用钢板没有由于挤压成型出现裂纹。
此外，为了检查表面处理的效果，制备试验用的钢板I和钢板J。在所述钢板I中，在0.2mm的冷轧钢板镀上形成Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，且通过改变Si含量在其上制成含有锂和硅酸盐膜，而在钢板J中，在0.2mm的冷轧钢板镀上形成Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，再用硫酸溶液(氢离子浓度：10-4)进行表面处理，之后通过改变Si含量在其上形成含有锂和硅酸盐的膜。镀Zn合金膜的涂层重量均为10g/m2。各试验钢板都经过挤压成型而加工成为适合NSK有限公司制造的No.6201的深沟球轴承使用的保护板，各保护板安装到所述轴承上以制成适于进行上述相同的耐腐蚀性实验的试验样品。
结果示于图11，可以看出对镀Zn膜的表面处理能产生足够的耐腐蚀性，尽管Si含量小，也可以得到充分的耐腐蚀性。也就是说，在不对镀Zn合金膜进行表面处理情况下，为了获得足够的耐腐蚀性，Si含量必须达到12wt％或以上，然而，通过进行表面处理，即使Si含量达到6wt％，也可以获得足够的耐腐蚀性。
此外，用诸如用硫酸等对镀Zn层进行的表面处理(表面活化处理)，也与用磷酸盐等进行化学转化处理的情况下同样进行均匀反应，是有效的。(实施例6～1 5和对比例2～30)
如表3所示，以10g/m2的涂层量电镀Zn合金(Zn-Co-Mo)膜，用pH3的硫酸溶液进行活化处理，通过变化涂层量，再于其上进一步形成含有锂和硅酸盐化合物的膜(保护膜)。使用与上述类似的ZAF法(加速电压10kV和15kV)测量Si含量。结果列示表3中。
接着，把用Zn合金覆盖的钢板挤压成型为如图7所示的具有弯曲部分(曲率半径随各轴承构件号而变)、平面部分和卷曲部分的保护板。当挤压成型时，确认在弯曲部分、平面部分和卷曲部分是否出现裂纹。结果列于表3中，采用电子显微镜观察的照片判断，挤压成型后表面性能没有变化的为◎，出现轻微裂纹的为○，而裂纹伸展的为△。
把用Zn合金覆盖的同样钢板放在形成露水的条件下500小时并观察在表面是否有氧化锌的析出。结果列于表3中。没有氧化锌析出的为○，认为有析出的为△。
从表3可以看出，在耐腐蚀性方面，保护膜的涂层重量在200～600mg/m2是合适的。
表3试验结果
    轴承型号     涂层重量(mg/m2)     ZAF(10kV)     ZAF(15kV)     弯曲部分     平面部分     卷曲部分     活化处理     耐腐蚀性
  对比例2     696     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     不存在     △
  对比例3     696     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     不存在     ○
  对比例4     696     600     36.3     21.9     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例5     696     650     38.8     23.4     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例6     696     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     存在     △
  实施例6     696     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     存在     ○
  实施例7     696     600     36.3     21.9     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例7     696     650     38.8     23.4     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例8     608     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     不存在     △
  对比例9     608     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     不存在     ○
  对比例10     608     600     36.3     21.9     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例11     608     650     38.8     23.4     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例12     608     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     存在     △
  实施例8     608     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     存在     ○
  实施例9     608     600     36.3     21.9     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例13     608     650     38.8     23.4     △     ◎     △     存在     ○
  对比例14     6201     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     不存在     △
  对比例15     6201     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     不存在     ○
  对比例10     6201     600     36.3     21.9     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例16     6201     650     38.8     23.4     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例17     6201     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     存在     △
  实施例10     6201     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     存在     ○
  实施例11     6201     600     36.3     21.9     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例18     6201     650     38.8     23.4     △     ◎     △     存在     ○
  对比例18     6206     150     7.9     4.3     △     ◎     △     不存在     △
  对比例20     6206     200     10.4     5.8     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例21     6206     600     36.3     21.9     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例22     6206     650     38.8     23.4     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例23     6206     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     存在     △
  实施例12     6206     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     存在     ○
  实施例13     6206     600     36.3     21.9     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例24     6206     650     38.8     23.4     △     ◎     △     存在     ○
  对比例25     6213     150     7.9     4.3     △     ◎     △     不存在     △
  对比例26     6213     200     10.4     5.8     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例27     6213     600     36.3     21.9     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例28     6213     650     38.8     23.4     △     ◎     △     不存在     ○
  对比例29     6213     150     7.9     4.3     ○     ◎     ○     存在     △
  实施例14     6213     200     10.4     5.8     ○     ◎     ○     存在     ○
  实施例15     6213     600     36.3     21.9     ○     ◎     ○     存在     ○
  对比例30     6213     650     38.8     23.4     △     ◎     △     存在     ○
工业上应用性
如上所述，按照本发明的滚动轴承耐腐蚀性优良，并且适合环境保护。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，在外圆周内具有内圈滚道的内圈和在内圆周内具有外圈滚道的外圈之间，通过保持架可转动自如地保持多个滚动元件，并且用橡胶覆盖的密封件或保护元件密封，
其中，上述密封件或保护元件的芯是钢板，该钢板覆盖有0.2～50μm厚的被膜，该被膜包含氧化-还原电位低于铁的金属或合金，其中，所述被膜所包含的金属或合金为锌-钴-钼合金；且该钢板上设置了包含锂和硅酸盐无机物的被膜作为最表层或设置了包含丙烯酸树脂或氨基甲酸乙酯树脂的被膜作为最表层。
2.权利要求1所述的滚动轴承，其中，密封件或保护元件具有弯曲部，且最表层的涂层重量为200～600mg/m2。
3.权利要求2所述的滚动轴承，其中，钒化合物膜置于具有锌-钴-钼合金的所述被膜与最表层之间。
4.权利要求2所述的滚动轴承，其中，在形成含有锂和硅酸盐的膜之前，采用pH为4或以下的氢离子浓度的溶液的化学清洗进行表面处理。
5.如权利要求1-4任一项中所述的滚动轴承，其中，用ZAF校正法定量的最表层中硅的比率为6～26wt％。
6.如权利要求5中所述的滚动轴承，其中，由ZAF校正法定量的硅的比率是采用，通过施加10kV或15kV电压的钨丝产生的电子束测量的硅、氧、锌和铁各个的量加以计算的值。
7.如权利要求1～4中任一项所述的滚动轴承，其中，包括密封件或保护元件最表层的板总厚度小于0.41mm。
8.如权利要求6所述的滚动轴承，其中，包括密封件或保护元件最表层的板总厚度小于0.41mm。
9.如权利要求1～4中任一项所述的滚动轴承，其中，密封件或保护元件具有弯曲部分和曲线部分，各自具有0.04mm或以上的曲率半径，最表层的涂层重量为200～600mg/m2。
10.如权利要求8所述的滚动轴承，其中，密封件或保护元件具有弯曲部分和曲线部分，各自具有0.04mm或以上的曲率半径，最表层的涂层重量为200～600mg/m2。
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