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分析國產(chǎn)與進口軸承技術(shù)和應(yīng)用的差距

2021-06-28 09:39:08
軸承在我國工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用,就軸承生產(chǎn)來說,雖然我國的軸承工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模上已居世界軸承總量第三位,但技術(shù)和產(chǎn)品精度上和進口軸承始終有很大的差距,小編來分析一下技術(shù)和應(yīng)用上有哪些距離......


國產(chǎn)軸承的質(zhì)量差別

國內(nèi)外大量試驗表明:保持架、套圈、鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動具有不同程度的影響,其中鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動影響最明顯,其次是套圈的加工質(zhì)量,最主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表面粗糙度、表面磕碰傷等。

我國鋼球產(chǎn)品最突出的問題是振動值離散大,表面缺陷嚴(yán)重(單點、群點、凹坑等),盡管表面粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低于圈外水平,但合套后軸承振動值高,甚至產(chǎn)生異音,主要問題是波紋度沒有控制(無標(biāo)準(zhǔn)、無合適測試分析儀器),同時說明機床的抗振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數(shù)均存在問題;另一方面要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質(zhì)量問題。

對于套圈,影響軸承振動最為嚴(yán)重的也是溝道波紋度和表面粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內(nèi)外溝道圓度大于2μm時,將對軸承振動產(chǎn)生明顯影響,內(nèi)外溝道波紋度大于0.7μm時,軸承振動值隨波紋度增加而增加,溝道嚴(yán)重磕傷可使振動上升4dB以上,甚至出現(xiàn)異音。


軸承行業(yè)多方面差距所致

1.材質(zhì)上的差距。

世界鋼鐵看中國,中國鋼鐵看河北,但是這僅僅指的是粗鋼產(chǎn)量,這也是近年來世界經(jīng)濟下滑,國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能過剩,鋼鐵價格一直萎靡不振的一代原因。合金鋼一直就是國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的短板,高端冶金技術(shù)又是發(fā)達(dá)國家對我們嚴(yán)格保密的,加上國內(nèi)鋼企研發(fā)上的不足,造成了我國軸承乃至工業(yè)技術(shù)的先天性的不足。工業(yè)技術(shù)的差距。

2.生產(chǎn)設(shè)備差距。

軸承廠家與應(yīng)用廠家是魚與水的關(guān)系。沒有好的軸承,生產(chǎn)不出好的設(shè)備,沒有可靠的機床加工不出高質(zhì)量的軸承。據(jù)我所知大型的機加工廠家采購的基本都是進口機床。而國內(nèi)一些實力較小的軸承廠家寧可采購上世紀(jì)的老式機床改造成軸承加工專用機床,也不愿采購國內(nèi)知名品牌的機床。這其中有價格因素,也有實用性的因素。

3.生產(chǎn)工藝的差距。

在這里,我只講述一下自己的想法。生產(chǎn)工藝是工業(yè)技術(shù)里最重要的環(huán)節(jié),是一個循環(huán)往復(fù),量變產(chǎn)生質(zhì)變的過程。以機床為例,軸承對機床的精度有巨大的影響,高端精密軸承的以大客戶群體就是機床主軸軸承。而國產(chǎn)精密軸承的壽命、精度與國外軸承有著巨大的差距。

4.工業(yè)技術(shù)的差距。

技術(shù)工人,乃至工程師的社會地位得不到應(yīng)有的尊重(近年來這種情況有了很大改觀)。我國教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡,技術(shù)教育沒有得到應(yīng)有的重視,導(dǎo)致年輕人寧做白領(lǐng)無所事事,也不遠(yuǎn)工作在生產(chǎn)一線。同時也導(dǎo)致了國內(nèi)現(xiàn)今人人創(chuàng)業(yè),而大多小微軸承工廠、軸承公司沒有高質(zhì)量技術(shù)人員,只能生產(chǎn)一些沒有競爭力的低端軸承產(chǎn)品。生產(chǎn)設(shè)備差距。

高端軸承應(yīng)用的空白

與國外相比,國產(chǎn)軸承在高端和大型軸承方面存在較大差距,主要行業(yè)為:

(1)汽車方面

對于汽車輪轂軸承,中國目前廣泛應(yīng)用的是第1代和第2代輪轂軸承(球軸承),而歐洲已廣泛采用第3代輪轂軸承。第3代輪轂軸承的主要優(yōu)點是可靠、有效載荷間距短、易安裝、無需調(diào)整、結(jié)構(gòu)緊湊等。目前,中國引進車型大多采用這種輕量化和一體化結(jié)構(gòu)輪轂軸承。

(2)鐵路車輛方面

目前,中國鐵路重載列車用軸承采用國產(chǎn)電渣重熔G20CrNi2MoA滲碳鋼制造,而國外已經(jīng)將超高純軸承鋼(EP鋼)的真空脫氣冶煉技術(shù)、夾雜物均勻化技術(shù)(IQ鋼)、超長壽命鋼技術(shù)(TF鋼)、細(xì)質(zhì)化熱處理技術(shù)、表面超硬化處理技術(shù)和先進的密封潤滑技術(shù)等應(yīng)用到軸承的生產(chǎn)和制造,從而大幅度提升了軸承的壽命與可靠性。中國電渣軸承鋼不僅質(zhì)量低,而且成本比真空脫氣鋼高出2000-3000元/噸,未來中國需要開發(fā)超高純、細(xì)質(zhì)化、均勻化與質(zhì)量穩(wěn)定的真空脫氣軸承鋼取代目前采用的電渣軸承鋼。

(3)航空方面

作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,國外正在研發(fā)推力比為15-20的第2代航空發(fā)動機軸承,準(zhǔn)備在2020年前后裝配到第5代戰(zhàn)機中。近10年來,美國研發(fā)了第2代航空發(fā)動機用軸承鋼,其代表性鋼種為耐500℃的高強耐蝕軸承鋼CSS-42L和耐350℃高氮不銹軸承鋼X30(Cronidur30),中國則在進行第2代航空發(fā)動機用軸承的研發(fā)。

(4)風(fēng)電能源方面

對于風(fēng)電軸承,目前中國還無法生產(chǎn)技術(shù)含量較高的主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進口,3MW以上風(fēng)電機組配套軸承的國產(chǎn)化問題還沒有解決。國外為了提高風(fēng)電軸承的強度、韌性和使用壽命,采用了新型特殊熱處理鋼SHX(40CrSiMo),對于偏航和變漿軸承,通過表面感應(yīng)淬火熱處理控制淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋。

對于增速器軸承和主軸軸承采用碳氮共滲,使零件表面得到較多穩(wěn)定殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)(30%-35%)和大量細(xì)小碳化物、碳氮化物,提高了軸承在污染潤滑工況下的使用壽命。

未來國產(chǎn)軸承改善方向

主要體現(xiàn)在四個方面改善:

(1) 經(jīng)濟潔凈度

在考慮經(jīng)濟性的前提下,進一步提高鋼的潔凈度,降低鋼中的氧和鈦含量,達(dá)到軸承鋼中的氧與鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別小于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。

(2) 組織細(xì)化與均衡化

通過合金化設(shè)計與控軋控冷工藝的應(yīng)用,進一步提高夾雜物與碳化物的均勻性,降低和消除網(wǎng)狀和帶狀碳化物,降低平均尺寸與最大顆粒尺寸,達(dá)到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目標(biāo);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(xì)化。

(3)減少低倍組織缺陷

進一步降低軸承鋼中的中心疏松、中心縮孔與中心成分偏析,提高低倍組織的均勻性。

(4) 軸承鋼的高韌性化

通過新型合金化、熱軋工藝優(yōu)化與熱處理工藝研究,提高軸承鋼的韌性。
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