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河北萬轉騰遠(yuǎn)|| 為何(hé)高(gāo)端軸承(chéng)難以制(zhì)造？兩(liǎng)大關

人氣(qì)：發表時(shí)間：2022-07-05

1/ 軸(zhóu)承(chéng)現狀

世(shì)界軸(zhóu)承市場70%以上(shàng)的份額(é)，被十(shí)大跨國軸(zhóu)承集(jí)團公司所占據(jù)，其中美(měi)國占23%、歐(ōu)盟占(zhàn)21%、日本(běn)占19%。世(shì)界(jiè)軸承市場基(jī)本是由(yóu)日本nsk公(gōng)司、瑞典skf公(gōng)司、德(dé)國fag、美(měi)國timken等幾家公司所主導。

同時(shí)，世界軸承行(háng)業的(de)高端市場被上述企(qǐ)業所壟斷，而中低檔市場(chǎng)則主(zhǔ)要集中于(yú)中(zhōng)國。而我(wǒ)國瓦軸(zhóu)等10家最大的軸承企業(yè)，銷售額僅(jǐn)占全(quán)行業的24.7%，前30家的(de)生産集(jí)中(zhōng)度也(yě)僅為37.4%。

當(dāng)前我們(men)的設計和(hé)制造技術基本上是模仿(páng)，産品(pǐn)開發(fā)能力(lì)低，在(zài)某些(xiē)核心技(jì)術(shù)的研(yán)發領(lǐng)域甚(shèn)至還(hái)是空白(bái)。雖(suī)然對(duì)國内(nèi)主機的配(pèi)套(tào)率達到80%，但高(gāo)速鐵路客車、中(zhōng)高檔轎(jiào)車(chē)、計算機、空(kōng)調器、高水(shuǐ)平軋機等重要主機(jī)的配(pèi)套和(hé)維修(xiū)軸承，基本上依(yī)靠(kào)進口。

對(duì)軸承壽命和可靠性至關(guān)重要(yào)的(de)先進熱處理(lǐ)工藝和裝備，如控制氣氛保護(hù)加熱、雙(shuāng)細化、貝(bèi)氏體(tǐ)淬(cuì)火等覆蓋(gài)率低(dī)，許多技(jì)術難題攻關未(wèi)能取得(dé)突破。

軸(zhóu)承鋼(gāng)新鋼種的(de)研發(fā)，鋼材質量(liàng)的提高，潤滑、冷(lěng)卻、清洗和(hé)磨料(liào)磨具(jù)等相(xiàng)關技(jì)術的(de)研發，尚不(bú)能适應軸(zhóu)承産(chǎn)品(pǐn)水平和質量(liàng)提高的要求(qiú)。

我國軸(zhóu)承工業的(de)制造工藝和裝備技(jì)術發展緩(huǎn)慢(màn)，車加工數控(kòng)率低(dī)，磨(mó)加(jiā)工自(zì)動化水平(píng)低，全(quán)國僅(jǐn)有200多條自動生産線(xiàn)

2/高端軸承制造(zào)難點(diǎn)

“高端軸承(chéng)依(yī)賴(lài)進口(kǒu)，為什(shí)麼我(wǒ)們自己造(zào)不出(chū)來？”在調研(yán)了東(dōng)三(sān)省、浙江(jiāng)、山東(dōng)等五(wǔ)六個(gè)省份(fèn)之後，中科院山(shān)東技術轉化中(zhōng)心常(cháng)務副(fù)主任(rèn)王東升找到了(le)答案：最大(dà)的問(wèn)題出在材質上，“沒有好鋼，永遠(yuǎn)造不(bú)出高端軸承”。

作(zuò)為(wéi)機(jī)械設(shè)備中不(bú)可或缺(quē)的核心零(líng)部件(jiàn)，軸承(chéng)支(zhī)撐機械(xiè)旋轉體，降低其摩(mó)擦(cā)系數(shù)，并保(bǎo)證其回轉精度。

毫不誇張(zhāng)地說(shuō)，發動(dòng)機中的軸承一(yī)直在“煉獄(yù)”中工作——它不僅(jǐn)要以每分(fèn)鐘上(shàng)萬轉的速(sù)度長(zhǎng)時間(jiān)高速運轉，還要承(chéng)受(shòu)着各(gè)種形式(shì)的應力(lì)擠壓、摩擦(cā)與超(chāo)高溫(wēn)。這對軸承(chéng)的精度(dù)、性能、壽(shòu)命和(hé)可靠性提(tí)出了高要求，而(ér)決定這四點的(de)關鍵因素(sù)，在于其材質。

遺憾的(de)是，雖(suī)然我國的制軸工藝已經(jīng)接近世(shì)界頂尖(jiān)水平，但(dàn)材質——也就是高(gāo)端(duān)軸承(chéng)用鋼幾乎全部(bù)依(yī)賴進口。

最近(jìn)，科技日報記(jì)者(zhě)到華(huá)東某(mǒu)大型(xíng)國有鋼(gāng)鐵集團(tuán)采訪，了解(jiě)到後(hòu)者的尴尬。作為(wéi)“中國企業(yè)100強”，這家鋼鐵集(jí)團擁(yōng)有自己的精品鋼基(jī)地，但卻做不(bú)出(chū)軸(zhóu)承用高端鋼，隻能依(yī)賴(lài)進口，前不久，花了近(jìn)1億元(yuán)進口(kǒu)軸承(chéng)用(yòng)鋼(gāng)。

“ppm”在煉鋼中(zhōng)是氧含量(liàng)的單位，意指百(bǎi)萬分率或百萬(wàn)分之幾(jǐ)。一般而(ér)言，在(zài)鋼鐵行業(yè)，8個ppm的鋼屬于好(hǎo)鋼；5個(gè)ppm的鋼屬于(yú)頂級鋼，正是高(gāo)端軸承所(suǒ)需要的。高端軸承用(yòng)鋼的研發、制造(zào)與銷售(shòu)基(jī)本上被世界軸(zhóu)承巨(jù)頭美國鐵(tiě)姆肯(kěn)、瑞典(diǎn)skf所壟斷。前(qián)幾年，他們分别在山東(dōng)煙台、濟(jì)南建立基(jī)地，采(cǎi)購中國的(de)低端(duān)材質(zhì)，運用(yòng)他們的核心技術做(zuò)成高端軸(zhóu)承，以十倍的價格賣(mài)給中國市場。

煉(liàn)鋼過(guò)程中加入(rù)稀土，就能(néng)使原(yuán)本優質的鋼變(biàn)得更加“堅(jiān)強”。但(dàn)怎麼(me)加，這是世(shì)界軸承巨(jù)頭們(men)的核心秘(mì)密。

每(měi)一列(liè)從生(shēng)産車(chē)間走(zǒu)出(chū)來(lái)的高(gāo)鐵，隻要時速超過每小時140公裡(lǐ)，用的(de)基本上是(shì)進口(kǒu)軸承。

中國(guó)是軸承大(dà)國，為(wéi)何不(bú)是(shì)軸承強(qiáng)國？

2019年整年中國(guó)軸承(chéng)産量為196億(yì)套，經(jīng)濟規模位(wèi)居世(shì)界(jiè)第(dì)三。和機床(chuáng)行(háng)業(yè)一樣，我們(men)向(xiàng)來擁有(yǒu)龐(páng)大的産能和(hé)規模(mó)，但僅有少(shǎo)數尖端領(lǐng)域突破了(le)國(guó)外(wài)封鎖(suǒ)，大量(liàng)的高端産品仍(réng)然依賴進(jìn)口。

有人或許會(huì)反問(wèn)，我們的99a坦(tǎn)克座圈，不僅能讓上十噸的炮(pào)塔運轉自(zì)如，還(hái)能承(chéng)受住125毫米(mǐ)滑膛(táng)炮的(de)後坐力，而(ér)這個坦克(kè)座圈就是(shì)一個(gè)巨(jù)大的(de)滾(gǔn)動軸(zhóu)承，目前大多數(shù)國家連這(zhè)種軸(zhóu)承的邊(biān)都(dōu)摸不(bú)到。還有我國衛(wèi)星上的太陽能(néng)帆闆(pǎn)，依靠固體(tǐ)潤滑劑(jì)軸(zhóu)承，可以随時調整相(xiàng)對于太陽(yáng)的角(jiǎo)度，并不需要時(shí)常去給軸承添(tiān)加潤滑油，而這類軸(zhóu)承(chéng)同樣沒(méi)有幾(jǐ)個(gè)國家能(néng)夠(gòu)染指(zhǐ)。

但(dàn)即使(shǐ)這樣，我們仍隻(zhī)能算(suàn)是軸(zhóu)承大國，而不(bú)是(shì)軸承(chéng)強國。不(bú)同(tóng)于其(qí)他機械零件，高(gāo)端軸承對于材料、加工工藝和經驗的要求特(tè)别苛(kē)刻(kè)，因為這(zhè)些指标(biāo)決(jué)定了軸承今後的可(kě)靠性和(hé)壽(shòu)命。例如兩(liǎng)個鋼(gāng)環間套着(zhe)鋼珠(zhū)的軸承——深溝球(qiú)軸承(chéng)，國外産品的可靠性(xìng)在(zài)98%以(yǐ)上，實(shí)際壽命為(wéi)計算壽命(mìng)的(de)8倍到30倍(bèi)，而國産(chǎn)軸(zhóu)承可(kě)靠性僅為96%，實際(jì)壽命為計算壽命的3到5倍(bèi)，這就(jiù)意味着“能用”和(hé)“好用”完全是兩(liǎng)個概念，大(dà)飛機(jī)c919、運20和高鐵(tiě)采用進口軸(zhóu)承(chéng)的原(yuán)因便(biàn)是如此。

從2004年開始，我(wǒ)國開(kāi)始重點發展高(gāo)速鐵路(lù)和(hé)機車(chē)裝備(bèi)，采取(qǔ)引進先進技(jì)術，聯合設計生産的思(sī)路，我國(guó)鐵道部(bù)從西(xī)門子引進(jìn)了時速(sù)350公(gōng)裡的(de)高速列車，并且(qiě)得到了全車制(zhì)造技(jì)術(shù)，中國高(gāo)鐵開始擁(yōng)有自(zì)己的(de)自(zì)主知識(shí)産權，并且(qiě)不受(shòu)任何(hé)限制(zhì)對外(wài)出口，但這(zhè)并不(bú)意味着高(gāo)鐵車(chē)身所有的零部件都實現(xiàn)了國産化，我們的核(hé)心競争力主要(yào)是全車制造、牽(qiān)引供電(diàn)系統和(hé)運行控制系統(tǒng)等，在市場(chǎng)全球(qiú)化時代，你(nǐ)不可(kě)能要求(qiú)一家企業或者(zhě)一個國家，掌握高尖端領域(yù)的全種類(lèi)技術(shù)。

雖(suī)然(rán)高(gāo)鐵(tiě)軸承(chéng)僅是一個(gè)小部(bù)件，但牽一(yī)發而動全身。軸(zhóu)承主要(yào)分為滾(gǔn)動軸承(chéng)和滑動(dòng)軸承(chéng)兩類(lèi)，而高鐵所用(yòng)的(de)滾動軸承一般分為(wéi)p0、p2、p4、p5和(hé)p6五個(gè)等(děng)級，軸承精度随(suí)着等(děng)級升高。

像(xiàng)高端數控機(jī)床的主(zhǔ)軸采用的是p5、p6等(děng)級，而(ér)航空、高鐵(tiě)等高科技(jì)領(lǐng)域(yù)采用的則是p4等(děng)級。在近(jìn)十年内，我國高鐵所用(yòng)的高端軸(zhóu)承主(zhǔ)要是從(cóng)skf、德國fag、美(měi)國timken等公司(sī)引進。

在這些公司的(de)高端(duān)軸承中，我們可以發現兩(liǎng)個基礎性(xìng)問題，那就是“高(gāo)性能(néng)的材料”和(hé)“高質(zhì)量的(de)加工”。制作(zuò)高鐵軸承的材(cái)料就(jiù)是素(sù)有“鋼(gāng)中之王”稱(chēng)号的(de)軸承(chéng)鋼(gāng)，它是高(gāo)鐵冶煉中要求最嚴格的鋼種(zhǒng)之一。而(ér)如何(hé)鍛(duàn)造出“高純淨度(dù)”和“高(gāo)均(jun1)勻性”的軸承鋼，将鋼中(zhōng)含氧量控制在(zài)最低，一(yī)直是我(wǒ)國鋼鐵企業面(miàn)臨的難題。

但經(jīng)過數十年的攻(gōng)關，我們已經攻(gōng)克生(shēng)産(chǎn)工(gōng)藝中(zhōng)的諸多(duō)難點，并(bìng)且躍居為(wéi)軸承(chéng)鋼生(shēng)産大國，而(ér)關鍵就在于将稀土(tǔ)加入到冶鋼步驟中(zhōng)，這使(shǐ)得影響(xiǎng)鋼材疲(pí)勞壽命的(de)大尺(chǐ)寸夾(jiá)雜物減少(shǎo)了50%，因此生(shēng)産(chǎn)出來的軸(zhóu)承鋼也(yě)被稱(chēng)作高端稀(xī)土軸(zhóu)承鋼。

目前(qián)我(wǒ)們雖然能造(zào)軸承鋼，但主要(yào)是電渣軸承鋼，其質(zhì)量(liàng)和純度還有待提高，而(ér)國(guó)外采(cǎi)用的真(zhēn)空脫氣冶煉技(jì)術打造的超高(gāo)純軸承鋼，是我們下(xià)一步的目(mù)标。

在高性能的材料解決後，剩(shèng)下就是高質量的加(jiā)工(gōng)。高(gāo)鐵軸(zhóu)承制(zhì)造涉及學(xué)科門類衆多，歐(ōu)美由于掌(zhǎng)握超(chāo)長壽命鋼技術(shù)、細質(zhì)化熱處理技術和先(xiān)進的(de)密封(fēng)潤滑技術(shù)等，才(cái)得(dé)以生(shēng)産(chǎn)出高質量(liàng)的軸(zhóu)承，這也(yě)導(dǎo)緻國(guó)内外(wài)高鐵(tiě)軸承(chéng)在(zài)精(jīng)度、軸承振(zhèn)動、壽命和(hé)可靠(kào)性上(shàng)仍存在一(yī)定的差(chà)距。

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