全方位解析：國產軸承與進口軸承的差距
發布時間（jiān）：2021-06-15 03:06:06瀏覽次數：51
我們的生活中軸承幾乎無處不在，小（xiǎo）到路邊的共享單車、家裏的家用電器，大到上天的宇宙（zhòu）飛船，下水的航空母艦，沒（méi）有軸承（chéng）這一切都無法存在。
然而應用於高精密（mì）機械的主軸（zhóu）承，我國在技（jì）術上仍處於一片空白。
滾（gǔn）動軸承的精度（dù）一般（bān）分為P0、P6、P5、P4和P2五個等級，用於精（jīng）密機床主軸上的軸承精度應為P5及以上（shàng）級。
而對於數控機床、加工中心（xīn）等高速、鐵路、航空等高科技領域，則需選用P4及以上級超精（jīng）密軸承，P4及以上級超精密軸承對技術性能（néng）和可靠（kào）性要求（qiú）很高，國內需求（qiú）的一半以上都（dōu）依賴進口。
而造成國產軸承與進口（kǒu）軸承產生較大質量差距，主（zhǔ）要（yào）原因有：
國內外大量試（shì）驗表明：保持架、套圈、鋼球（qiú）的加（jiā）工質量對軸（zhóu）承振（zhèn）動具有不（bú）同程度的影響，其中（zhōng）鋼球的加工質量（liàng）對軸承振動影響最明顯，其次是套圈（quān）的加工質量，最主要影（yǐng）響因素是鋼球和套（tào）圈的圓度、波紋度（dù）、表麵粗糙（cāo）度、表麵磕碰傷等。
我國鋼球產品最突（tū）出的問（wèn）題是振動值離散大，表麵缺陷嚴重（單點、群（qún）點、凹坑等），盡管（guǎn）表麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低於圈外水平，但合（hé）套後軸承振動值高，甚至（zhì）產生異音，主要問題是波紋度沒有控製（無標準、無合適測試分析儀（yí）器），同時（shí）說明機床的抗（kàng）振（zhèn）性差，砂輪、研（yán）磨盤、冷卻液、工藝參數均（jun1）存在問題；另一方麵要提高管理水平，避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨機性質量（liàng）問題（tí）。
對於套圈，影響軸承振動最為嚴重的也是溝道波紋度和表麵粗糙度。例如，中小型深溝球軸承內外溝道圓度（dù）大於2μm時（shí），將對軸承振動產生明顯（xiǎn）影響（xiǎng），內外溝道波紋度（dù）大於0.7μm時，軸承振動值隨波紋度增加而增加，溝道嚴重磕傷可使振（zhèn）動上升4dB以上，甚（shèn）至出現異音。
軸承技術工人，乃至工程師的社會地位得不到應有的（de）尊重(近年（nián）來這種情況有了很大改觀)。我國教育產業發展不均衡，技術教育（yù）沒有得到應有的重視，導致年輕人寧做（zuò）白（bái）領無所事事，也不願意工作在生產一線。同時也導致了國內現今人人創（chuàng）業，而大多小微軸承工廠、軸承公司沒有高（gāo）質量技術（shù）人員（yuán），隻能生產一些沒有競爭力的低端軸（zhóu）承產品。
世界鋼鐵看中國，中國（guó）鋼鐵看河北，但（dàn）是這僅僅指的是粗鋼產量，這也是近年來世界經濟下滑，國內鋼鐵產能過剩，鋼鐵價格一（yī）直萎靡不振的（de）一個原因。合金鋼一直就（jiù）是國內鋼鐵產（chǎn）業的短板，高端冶金技術又是發達國家對我們嚴格保密的，加上國內（nèi）鋼企研發上的不足，造成了我國軸承乃至工業技術的先天（tiān）性（xìng）的不足。
在這裏（lǐ），我隻講述一下自己的想法。生產工藝是工業技術裏最重要的環節，是（shì）一（yī）個循環往複，量變產生質變的（de）過程以機（jī）床為例，軸承對機床的精度有巨大的影響，高端精密軸承的大（dà）客戶群體就是機床主軸軸承。而國產精密軸承（chéng）的壽命、精度與國外軸承有著巨大的差距。
軸承廠家與應（yīng）用廠家（jiā）是魚與水（shuǐ）的關係。沒有好的軸承，生產不（bú）出好的設備，沒有可靠（kào）的機床加工不出高質量的軸承。據我所知大（dà）型的機加（jiā）工廠家采購的基本都是進（jìn）口機床。而國內一些實力較小的軸承廠家寧可（kě）采（cǎi）購上世紀的老式機床改造成軸承加工專用（yòng）機床，也不願采購國內知名品牌的機床。這（zhè）其中有價格因素，也有實用性的因素。
近年來我國高鐵技術快速發展，但是高速鐵路軸承卻采購自德國舍弗勒（lè）集團。究（jiū）其根本原因，在部分領導的操縱下西北軸承廠舍弗勒開始（shǐ）了合作。但是在幾年的合作（zuò）過（guò）程（chéng）中，西北軸承廠沒有得到應有的技術支持，還喪失了大量的市場份額，導致今天西北軸承的式（shì）微。
與國外相（xiàng）比，國產軸承在高（gāo）端和大型（xíng）軸承方麵存在較大差距，主要行業為：
作（zuò）為航空發動（dòng）機的關鍵基礎零部件，國外（wài）正在研發推力比為（wéi）15-20的第2代航空發動機軸承，準備在2020年前後裝配到第5代（dài）戰機中（zhōng）。近10年來，美（měi）國研發了第2代航空發動（dòng）機用軸承鋼，其（qí）代表性鋼種為（wéi）耐500℃的高強耐蝕（shí）軸承鋼CSS-42L和耐350℃高氮不鏽軸承鋼X30（Cronidur30），中國則在進行第2代航空發動機用軸承（chéng）的研發。
對（duì）於汽車輪轂軸承，中國目前廣泛（fàn）應用的是第1代和第（dì）2代輪轂軸（zhóu）承（球（qiú）軸承），而歐洲已廣泛采用第3代輪轂軸承。第3代輪轂軸承的（de）主要優點是可靠、有效載荷間距短（duǎn）、易安裝、無需調（diào）整、結構緊湊等。目（mù）前，中（zhōng）國引（yǐn）進車型大多采（cǎi）用這種輕（qīng）量化和一體化結構輪轂軸承。
目前，中國（guó）鐵路（lù）重載列車用軸承（chéng）采用（yòng）國產電渣重熔G20CrNi2MoA滲碳鋼製造，而國外已經將超高純軸承鋼（EP鋼）的（de）真空脫氣冶煉技（jì）術、夾（jiá）雜物均（jun1）勻化技術（IQ鋼）、超長壽命鋼技術（TF鋼）、細質化（huà）熱處理技術（shù）、表麵超硬化處理技術和先進的密封潤滑技術等應用到軸承的生產和製造（zào），從而大幅度提升了軸（zhóu）承的壽命與可靠性。中國電渣軸承鋼（gāng）不僅質量低，而（ér）且成本比真空脫（tuō）氣鋼高出（chū）2000-3000元/噸，未來中國需要開發超高純、細質化、均勻化與質量穩定的真空脫氣軸（zhóu）承鋼取代目前采用的電渣軸承鋼。
對於風電軸承，目前中國還無法（fǎ）生產技術含量較高的（de）主軸軸承和（hé）增速器軸承，基本依靠進口，3MW以上風電機組配套軸承的國產（chǎn）化問題還沒有解決。國外為（wéi）了提高風電軸（zhóu）承的強度、韌性和使用壽命（mìng），采用了新型（xíng）特（tè）殊（shū）熱處理鋼SHX（40CrSiMo），對於偏航和變漿軸承，通過表麵感應（yīng）淬火熱處理控製淬硬層（céng）深度、表（biǎo）麵硬度、軟帶寬度（dù）和表麵（miàn）裂紋（wén）。
對於增（zēng）速器軸承和主軸軸承采用（yòng）碳氮共滲，使零件表麵得到較（jiào）多穩定殘餘奧氏體體積分數（30%-35%）和大量細小碳化（huà）物、碳（tàn）氮化物（wù），提高（gāo）了軸（zhóu）承在汙染潤滑工況下的使用壽命。
在考慮經濟性的前提下，進一步（bù）提高鋼的潔淨度，降低鋼中的氧和鈦含（hán）量，達到軸承鋼中的氧與鈦的質量分數分別小於6×10-6和15×10-6的水平，減小鋼中夾雜物的含量與尺寸，提高分布均勻性。
通過合金化設計與控軋（zhá）控冷工藝的應（yīng）用，進一步提高夾雜物與碳化物的均勻性，降低和消（xiāo）除網狀和帶狀碳化物，降低平均尺寸與（yǔ）最大顆粒尺寸，達到碳化物的平均（jun1）尺寸小於1μ m的目標；進一步提高基體組織的晶粒度，使軸承鋼的晶粒尺寸進一步細化。
進一步（bù）降低（dī）軸承鋼中的中心疏鬆、中心縮孔與中（zhōng）心成分偏析，提高低倍組織的均勻性。
通過新型合金化、熱軋工藝優化與熱處理（lǐ）工藝研究，提高軸承鋼的韌性。
國產軸承雖然和進口軸承有著很多的差（chà）距，但是經過中國人民的不斷肯定有開發出更多的優質軸承（chéng）產（chǎn）品，也會有很多優秀的軸承企業誕生。
2013年12月，“玉兔”成功在月球上著陸，這是華夏多少年以來的夢想，承（chéng）載著多少華夏子（zǐ）民的心（xīn）血。在我們感慨和（hé）興奮的（de）同時，我們不能忘了在為國家科技發展而默默奉獻的科研人員與（yǔ）企業，可能大家都不（bú）知道（dào），這次“玉兔”的成功研製及運行，依靠（kào）的是我們的國產洛陽軸（zhóu）承，不是靠（kào）進（jìn）口軸承，這意義非常重大。
這表示著國產軸承（chéng）與進口軸承的差距越來越小，國產技術越來（lái）越接近（jìn）國際上的高（gāo）標準水平，甚至在某些技術上還處於領（lǐng）先地位。對於一些普通的機械，可能對軸承的水平要求不（bú）高，但是對於“玉兔”在月球上活蹦亂（luàn）跳的要求是非常之高的，需要承受極（jí）寒極熱的惡劣（liè）環境，還要靈活地運轉，這對國產軸承（chéng）來說真的是一（yī）個很（hěn）大的考（kǎo）驗，但讓人（rén）欣慰的是國產軸承完全（quán）地勝任了（le），而且完成得非（fēi）常出色。
國（guó）產軸承雖然僅僅發展了幾十（shí）年，比起外國幾百年的曆史來說確實優勢不大，但能用這麽（me）短的時間追趕上，我們隻能用一句成（chéng）語來概括，那（nà）就是（shì）長江後浪推前浪。
套圈軸承是最（zuì）近比較火的玩法，能轉4、5分鍾的很多，能上9分鍾的的確很厲害，但是這種玩（wán）法也不（bú）能說明什（shí）麽，畢竟我們在文章開（kāi）頭也交代了（le），軸承之間的比（bǐ）較要（yào）看關鍵的四點（diǎn）。
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