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我国轴承钢发展分析

2019-10-28 10:56:56  [  中崋轴承网 原创  ]  作者:中崋轴承网

【中崋轴承网】

这是一个飞速旋转的世界。从汽车到高铁再到飞机,它们都有一个共同的“灵魂”:轴承。而用于制造轴承所需的轴承钢,被誉为“钢中之王”,其服役条件十分严苛,使用性能要求极高,是生产难度最大、产品质量要求最严、检验项目最多的特种钢之一。

如今,曾经被发达国家垄断的高端轴承钢,现已经被我国打破了,中国的高端轴承终于不再受制于人了。跟许多领域一样,中国在中低端轴承领域早已是全球最大的生产和销售基地,但高端轴承却直到去年才终于有所突破。要造出苛刻条件下工作的高端轴承,得有好钢高铁、大飞机、重载型武器等高端装备上都有高端轴承的使用需求,而要满足高端轴承在精度、性能、寿命和可靠性等方面的要求,轴承材料的高质量和可靠性是决定性因素。

在战争中,轴承制造厂是敌对国列入重点打击的目标之一。上世纪冷战时期,轴承专用设备曾是西方国家对社会主义国家实行经济封锁的禁运物资之一,至今,很多轴承产品和技术仍被许多军事大国列入技术封锁的范畴。

20世纪70年代以来,随着经济发展和工业技术进步,轴承的应用范围扩大;而国际贸易的发展,又推动了轴承钢标准国际化和新技术、新工艺及新装备的开发和应用,效率高、质量高、成本低的配套技术和工艺装备应运而生。日本和德国等均建成了高洁净度、高质量的轴承钢生产线,使钢的产量迅速增加,钢的质量和疲劳寿命大幅度提高。日本和 瑞典生产的轴承钢的氧含量降到10ppm以下。80年代末期,日本山阳特钢公司的先进水平为5.4ppm,达到了真空重熔轴承钢的水平。

进入21世纪后,中国出台了一系列政策支持轴承产业发展,到2014年,中国轴承产量已经达到196亿套,居于世界第三位。我们生产的最小轴承直径0.6毫米,最大的直径11米,所供应的机械设备涵盖了生活的方方面面。而中国轴承钢产量更是连续8年位居世界第一,去年轴承钢产量高达96.5万吨,不仅自用,还出口给瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK等世界知名产业。根据规划,中国轴承要在2020年,让风电机组轴承自主化率要达到90%;到2025年,高速精密数控机床和高速动车组自主化率要达到90%;到2030年,大飞机轴承的自主化率要达到90%。

高端轴承钢中均匀细小的碳化物组织和热处理后均匀分布的细小碳化物提高轴承钢的纯净度,首先要做的就是控制钢中的氧含量,炼钢中用ppm(每百万分之一)来作为氧含量的单位,一般来说8个ppm的钢就属于好钢,而高端轴承所需要的则是5个ppm的顶级钢。此外,钛等有害元素等留在钢中易形成多棱角的夹杂物,会引起局部的应力集中,产生疲劳裂纹,也都是应该要尽力避免的。

目前,随着钢的高纯净度冶炼平台系统的完善,轴承钢纯净度有了很大的提高,夹杂物水平得到有效控制,国外发达国家的钢中氧含量已经控制在5ppm以下,所以钢中碳化物的含量、分布、大小等逐渐变成了当下制约轴承钢质量的主要因素。

有了轴承钢,中国的轴承工艺离世界顶尖水平又近了一步

中国的首批高端稀土轴承钢顺利下线

如今,中国不仅能造出高端轴承钢,而且在国际市场闯出了名堂,中国的轴承钢已经供应给瑞典、德国、日本等国,同时高端轴承钢的疲劳寿命也达到甚至超过日本和欧洲的同期水平。

有了好钢,下一步要解决的就是轴承的问题了,高端轴承研发涉及材料、设计、轴承制造装备、高精度机械加工、检测与试验等一系列技术难题,还需要接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科的支持,高端轴承技术具有极端的复杂性,掌握难度非常之大。

目前国产轴承,相比于进口高端轴承,在精度、轴承振动、噪声与异音、可靠性、高速性能方面还有一定差距。高端轴承和芯片一样,都是中国必须要掌握的核心技术,虽然仍有不小的距离需要追赶,但中国在轴承领域已经有了不错的产业基础,在可预见的将来,完全有能力赶上世界先进水平。

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