對(duì)我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的看法
對(duì)我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的看法
——中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)顧問(wèn) 何加群
軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平是制約我國(guó)軸承產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的短板之一。
當(dāng)前,業(yè)內(nèi)外對(duì)我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平有諸多議論,反映了社會(huì)各界對(duì)軸承產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)注,這是一件好事。其中,有代表性的是《科技日?qǐng)?bào)》2018年5月25日、8月15日先后發(fā)表的二篇文章,這兩篇文章對(duì)我國(guó)軸承鋼的現(xiàn)狀和發(fā)展作了截然不同的二種判斷。5月25日,《科技日?qǐng)?bào)》在頭版發(fā)表“高端軸承鋼,難以補(bǔ)齊的中國(guó)制造業(yè)短板”,其基本觀點(diǎn)是,我國(guó)造不出高端軸承,就是因?yàn)闆](méi)有好的軸承鋼。但是,8月15日,《科技日?qǐng)?bào)》的頭版頭條文章“國(guó)產(chǎn)高端軸承鋼是這樣煉成的”,判斷我國(guó)興澄鋼廠的軸承鋼已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。本文談?wù)剬?duì)我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的一些粗淺看法。
一、對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的基本估計(jì)
(一)對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的總體評(píng)價(jià)
1、改革開(kāi)放以來(lái),特別是進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平不斷提升。由于真空脫氣技術(shù)的應(yīng)用,軸承鋼含氧量大幅降低,軸承鋼整體技術(shù)質(zhì)量水平上了一個(gè)大的臺(tái)階。
2、以興澄鋼廠為代表的特鋼行業(yè)優(yōu)勢(shì)企業(yè),通過(guò)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,軸承鋼冶煉和軋制的技術(shù)和裝備已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但是,有了一流的技術(shù)和裝備,要生產(chǎn)出一流的產(chǎn)品,還要作很大的努力。同時(shí),特鋼行業(yè)生產(chǎn)軸承鋼的企業(yè)眾多,良莠不齊,仍有特鋼企業(yè)用落后的技術(shù)和裝備在生產(chǎn)軸承鋼。
3、興澄鋼廠已能按跨國(guó)軸承公司的技術(shù)要求生產(chǎn)軸承鋼向跨國(guó)軸承公司大量供貨,跨國(guó)軸承公司用來(lái)制造什么檔次的軸承,我們希望能獲得這方面的信息。目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)特鋼企業(yè)尚不具備生產(chǎn)達(dá)到跨國(guó)軸承公司技術(shù)要求的軸承鋼的水平和能力。
4、貫徹GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)任重道遠(yuǎn)。這一先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹尚未引起特鋼企業(yè)和軸承企業(yè)的高度重視。供需雙方很多企業(yè)尚缺乏生產(chǎn)和應(yīng)用高等級(jí)軸承鋼的自覺(jué)性。
5、制造各種高端軸承的專(zhuān)用軸承鋼的研發(fā)欠賬太多,這是影響我國(guó)軸承行業(yè)高端突破的重要因素之一。
6、有些特鋼企業(yè)質(zhì)量控制不嚴(yán),“小兒科”的質(zhì)量缺陷時(shí)有發(fā)生,需大力提高質(zhì)量保證能力,并形成第一方、第二方、第三方質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制。
(二)對(duì)《科技日?qǐng)?bào)》二篇文章的看法
對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平輕易的否定和輕易的肯定,都不符合現(xiàn)階段我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平的實(shí)際。
2018年5月25日《科技日?qǐng)?bào)》“高端軸承鋼,難以補(bǔ)齊的中國(guó)制造業(yè)短板”一文的主要問(wèn)題,一是沒(méi)有看到我國(guó)軸承鋼近年來(lái)的長(zhǎng)足進(jìn)步;二是片面地認(rèn)為我國(guó)干不出高端軸承,就是因?yàn)闆](méi)有好的軸承鋼。我們認(rèn)為,我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)軸承產(chǎn)業(yè)的高端突破,原因是多方面的,軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平是重要因素之一,但不是唯一的因素。
2018年8月15日《科技日?qǐng)?bào)》“國(guó)產(chǎn)高端軸承鋼是這樣煉成的”一文的論點(diǎn)是興澄鋼廠的軸承鋼已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平(沒(méi)有這么說(shuō),實(shí)際是這個(gè)意思)。文章說(shuō),2017年,興澄鋼廠生產(chǎn)了96.5萬(wàn)噸軸承鋼,其中63萬(wàn)噸供給了SKF、舍弗勒、NSK、NTN。在這篇文章中,和在2018年7月24日發(fā)表在《世界金屬導(dǎo)報(bào)》上的“高端軸承鋼 中國(guó)造”,以及興澄鋼廠領(lǐng)導(dǎo)在去年9月19日工信部在上海召開(kāi)的“推進(jìn)軸承產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展研討會(huì)”上的演講,都用對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)論證了興澄鋼廠生產(chǎn)的軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平超過(guò)了日本鋼廠和瑞典OVAKO鋼廠——
氧含量≤5ppm,最低達(dá)到2.3ppm。
Ti、Ca含量和夾雜物粒徑比日本SANYO、瑞典OVAKO好得多。
夾雜物尺寸EVA19.6μm,優(yōu)于日本的最好水平24.3μm、歐洲的最好水平30.6μm。
夾雜物總含量指數(shù)1.1×10-5,遠(yuǎn)優(yōu)于日本最好水平4.5×10-5、歐洲最好水平5.9×10-5。
疲勞壽命是日本、歐洲代表性鋼廠的近3倍(興澄鋼廠1.7×107次,日、歐0.62×107次)。
對(duì)以上論述的看法——
1、首先,對(duì)興澄鋼廠展示的這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)感到高興,說(shuō)明我國(guó)優(yōu)勢(shì)特鋼企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的努力,冶煉和軋制的技術(shù)和裝備水平有了很大的提高,已能生產(chǎn)出試驗(yàn)數(shù)據(jù)世界一流的軸承鋼,這在過(guò)去是不可想象的。興澄鋼廠生產(chǎn)的軸承鋼實(shí)物質(zhì)量對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平,有的指標(biāo)已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。這是與歐洲、日本鋼廠的什么檔次的軸承鋼作的對(duì)比試驗(yàn),對(duì)比試驗(yàn)的樣本大小、取樣方式、重復(fù)次數(shù),需進(jìn)一步明確。軸承鋼質(zhì)量水平的穩(wěn)定性和一致性需大樣本、隨機(jī)抽樣的大量重復(fù)試驗(yàn)和大批量生產(chǎn)應(yīng)用的證實(shí)。
2、對(duì)任何一個(gè)特鋼企業(yè)生產(chǎn)的軸承鋼的技術(shù)質(zhì)量水平的評(píng)價(jià),不能憑幾次試驗(yàn)的數(shù)據(jù),幾個(gè)重要用戶的認(rèn)可,就下結(jié)論。要經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)、驗(yàn)證,憑可重復(fù)的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)話,憑重要軸承企業(yè)尤其是國(guó)內(nèi)重要軸承企業(yè)大批量實(shí)際使用的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)效說(shuō)話。
3、另外,要防止發(fā)生我國(guó)很多企業(yè)的通病,即在試驗(yàn)、試制、以至小批量生產(chǎn)時(shí),可以達(dá)到較高的技術(shù)質(zhì)量水平,一旦進(jìn)入大批量生產(chǎn),就會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性差、一致性差、技術(shù)質(zhì)量波動(dòng)以致下降的問(wèn)題。希望興澄鋼廠不會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。
4、從獲悉的市場(chǎng)信息,興澄鋼廠已能按SKF D33—1:2009標(biāo)準(zhǔn),相當(dāng)于GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的第二等級(jí)—高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)軸承鋼向跨國(guó)軸承公司供貨。目前,尚未得到興澄鋼廠生產(chǎn)GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的第一等級(jí)—特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼并實(shí)際應(yīng)用的信息。興澄鋼廠是否具備批量生產(chǎn)GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)第一等級(jí)—特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的水平和能力,希望得到證實(shí)。目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)特鋼企業(yè)尚不具備生產(chǎn)SKF D33—1:2009標(biāo)準(zhǔn),即相當(dāng)于GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)第二等級(jí)—高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的水平和能力。
二、我國(guó)軸承鋼概況
(一)我國(guó)軸承鋼種類(lèi)
目前,我國(guó)軸承行業(yè)使用的軸承鋼總量在300多萬(wàn)噸,主要鋼種包括:
(1)高碳鉻軸承鋼(5種)主要鋼種包括:GCr15、GCr15SiMn、GCr18Mo、GCr15SiMo、G85Cr15。
(2)滲碳軸承鋼(6種)主要鋼種包括:G20CrMo(A)、G20CrNiMo(A)、G20CrNi2Mo(A)、G20Cr2Ni4(A)、G10CrNi3Mo(A)、G20Cr2Mn2Mo(A)。
(3)不銹軸承鋼(3種)主要鋼種包括:G95Cr18、G102Cr18Mo、G65Cr14Mo。
(4)高溫軸承鋼(2種)主要鋼種包括:Cr4Mo4V、H10Cr4Mo4Ni4V。H10Cr4Mo4Ni4V是目前性能最好的高溫滲碳鋼材料。
(5)中碳軸承鋼(4種)主要鋼種包括:42CrMo,G56Mn、G70Mn、G42GrMo。
以上是軸承行業(yè)目前所使用的主要鋼種。其中,絕大多數(shù)使用的是高碳鉻軸承鋼(占95%左右)和滲碳軸承鋼(占1%左右)。
(二)我國(guó)現(xiàn)行軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)
GB/T18254-2016高碳鉻軸承鋼;GB/T3203-2016滲碳軸承鋼;GB/T33161-2016汽車(chē)軸承用滲碳鋼;GB/T28417-2012碳素軸承鋼;
GB/T29913-2013風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承鋼;GB/T18579-2001軸承鋼絲;YB/T4146-2006無(wú)縫軸承鋼鋼管。
(三)我國(guó)軸承鋼生產(chǎn)情況
全國(guó)有較大的軸承鋼生產(chǎn)能力的特鋼企業(yè)有20多家,其中主要有:中信特鋼,包括新冶鋼(年產(chǎn)120.09萬(wàn)噸)、巨能(年產(chǎn)30.29萬(wàn)噸)、東特(年產(chǎn)26.85萬(wàn)噸)、濟(jì)源鋼鐵(年產(chǎn)15.29萬(wàn)噸)、蘇鋼(年產(chǎn)14萬(wàn)噸)、石鋼(年產(chǎn)12.38萬(wàn)噸)、南鋼(年產(chǎn)10.09萬(wàn)噸)、承德建龍(年產(chǎn)8.82萬(wàn)噸)、西寧特鋼(年產(chǎn)7.54萬(wàn)噸)、齊魯特(年產(chǎn)7.14萬(wàn)噸)、邢臺(tái)鋼鐵(年產(chǎn)5.57萬(wàn)噸)。
(表一 有較大軸承鋼生產(chǎn)能力的特鋼企業(yè)2004至2016年產(chǎn)量(略))
三、我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平逐步提升
(一)我國(guó)軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)演變過(guò)程
自上世紀(jì)八十年代初期以來(lái),我國(guó)軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)不斷提升,從YB9-68(原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)體系)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變到以歐、美標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn),其演變過(guò)程為:YB9-68→YB(T)1-80→YJZ84(兩部協(xié)議)→GB/T18254-2000(軸承鋼總體國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))→GB/T18254-2002(軸承鋼總體國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))。在GB/T18254總體國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,又制訂了鋼絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18579-2001和無(wú)縫軸承鋼鋼管標(biāo)準(zhǔn)YB/T4146-2006。
(表二 我國(guó)軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)演變過(guò)程(略))
(二)《高碳鉻軸承鋼》新標(biāo)準(zhǔn)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平
GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》標(biāo)準(zhǔn)2016年8月29日發(fā)布,2017年7月1日正式實(shí)施。
GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》(新標(biāo)準(zhǔn))與GB/T18254—2002(舊標(biāo)準(zhǔn))的主要不同點(diǎn):
(1)舊標(biāo)準(zhǔn)未分質(zhì)量等級(jí),新標(biāo)準(zhǔn)按冶金質(zhì)量將高碳鉻軸承鋼分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼三個(gè)質(zhì)量等級(jí),以便于軸承企業(yè)根據(jù)軸承的使用壽命和可靠性要求,合理選材。
優(yōu)質(zhì)鋼——與舊標(biāo)準(zhǔn)基本相同。與美國(guó)ASTMA295—2009標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。用于制造低端軸承。
高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼——與瑞典SKF D33—1:2009標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng),用于制造中端軸承。
特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼——達(dá)到國(guó)外高碳鉻軸承鋼實(shí)物質(zhì)量先進(jìn)水平,用于制造高端軸承。
(2)舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Sn、As、Ti、Sb、Pb、Al等有害殘余元素定為“協(xié)商確定”,Ca未列入。新標(biāo)準(zhǔn)增加了Al、Ti、Ca、Sn、As、Sb、Pb的控制指標(biāo)。
(3)對(duì)軸承鋼純凈度有很大影響的O、S、P含量,舊標(biāo)準(zhǔn)只有一種指標(biāo)控制,新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行分級(jí)并加嚴(yán)控制。
(4)對(duì)軸承壽命影響最大的單顆粒球狀DS類(lèi)(點(diǎn)狀不變形夾雜物)和氮化鈦的評(píng)定,舊標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確規(guī)定,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了明確的控制指標(biāo)。特別是DS規(guī)定按最大值控制,而不是按平均值控制。
(5)此外,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非金屬夾雜物的級(jí)別、碳化物帶狀、碳化物液析加嚴(yán)了控制。增加了軟化退火、熱軋或鍛制鋼材的碳化物網(wǎng)狀控制。
GB/T18254—2016《高碳鉻軸承鋼》標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)和總體水平達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
四、我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量進(jìn)步很大問(wèn)題不少
我國(guó)軸承鋼取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但還存在不少問(wèn)題。
(一)貫徹軸承鋼先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)任重道遠(yuǎn)
與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)相比,直到2017年6月還在執(zhí)行的GB/T18254-2002《高碳鉻軸承鋼》標(biāo)準(zhǔn)的差距在對(duì)有害元素含量未作限制,宏觀夾雜物未列為必檢項(xiàng)目,微觀夾雜物氮化鈦及碳氮化鈦不評(píng)級(jí),熱軋鋼材不要求檢查網(wǎng)狀,表面缺陷不用無(wú)損探傷檢查而用目視檢查,微觀夾雜物、脫碳、尺寸允許偏差、彎曲度、不圓度等的控制上與國(guó)外先進(jìn)水平有較大差距。
達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)雖已頒布實(shí)施,但是從思想觀念、技術(shù)和裝備水平、質(zhì)量控制能力等方面,尚未完成舊標(biāo)準(zhǔn)向新標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡,新標(biāo)準(zhǔn)真正落地,還有很長(zhǎng)的路要走。
(二)技術(shù)和裝備良莠不齊
興澄特鋼等優(yōu)勢(shì)特鋼企業(yè)已引進(jìn)國(guó)際上先進(jìn)的特鋼冶煉和軋制裝備和技術(shù)。但是,還有一些鋼廠的冶煉和軋制的裝備和技術(shù)落后:冶煉裝備容量小,無(wú)RH/VD真空脫氣爐,無(wú)高精度連軋線,無(wú)長(zhǎng)時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散退火裝置,無(wú)末端電磁攪拌裝置,連鑄坯斷面小于200mm、鋼錠小于3噸,軋制比達(dá)不到要求,等等。
(三)質(zhì)量控制不嚴(yán)
由于質(zhì)量管理和質(zhì)量控制不嚴(yán),有的特鋼企業(yè)生產(chǎn)的軸承鋼達(dá)不到水平不高的原標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18254-2002)的要求,一些嚴(yán)重缺陷反復(fù)出現(xiàn)——①鋼材表面缺陷:材料裂紋、折疊裂紋、麻點(diǎn)(坑)、夾渣、異金屬夾雜、表面脫碳、發(fā)紋等。②鋼材低倍缺陷:縮孔(管)殘余、翻皮、疏松、氣泡、偏析、白點(diǎn)、宏觀夾雜、內(nèi)裂等。③鋼材高倍缺陷:點(diǎn)狀?yuàn)A雜物、塑性硅酸鹽夾雜物、顯微孔隙等。④碳化物不均勻:碳化物帶狀、碳化物液析、碳化物網(wǎng)狀、退火組織不均勻等。這些缺陷都嚴(yán)重影響軸承的壽命和可靠性。
(四)未形成質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制
長(zhǎng)期的賣(mài)方市場(chǎng),使軸承鋼質(zhì)量缺乏第二方、第三方監(jiān)督。國(guó)家監(jiān)督檢查形同虛設(shè)。絕大多數(shù)軸承生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)軸承鋼材沒(méi)有對(duì)供貨廠家進(jìn)行質(zhì)量保證能力調(diào)查和認(rèn)可。絕大多數(shù)中小軸承企業(yè)沒(méi)有軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)的能力,僅以特鋼企業(yè)質(zhì)量保證書(shū)為依據(jù)。多數(shù)特鋼企業(yè)的質(zhì)量保證書(shū)真實(shí)可信,但也有少數(shù)特鋼企業(yè)的質(zhì)量保證書(shū)存在造假的情況。
一些大型企業(yè)進(jìn)廠檢驗(yàn)不合格而退貨的鋼材,最后都流到?jīng)]有鋼材進(jìn)廠檢驗(yàn)手段的中小軸承生產(chǎn)企業(yè)。一家特鋼企業(yè)的負(fù)責(zé)人披露:“軸承行業(yè)退貨的不合格軸承鋼材,特鋼企業(yè)沒(méi)有回爐重?zé)掃^(guò)1噸,全都降價(jià)賣(mài)給其他軸承生產(chǎn)企業(yè)?!?/span>
(五)研發(fā)力度弱
國(guó)際跨國(guó)軸承公司多年來(lái)在軸承鋼的研發(fā)上投入大,成果多。如SKF公司把高碳鉻軸承鋼下貝氏體等溫淬火工藝應(yīng)用于鐵路軸承、冶金軋機(jī)軸承及其他在特殊工況下使用的軸承,開(kāi)發(fā)了適合于下貝氏體淬火的鋼種SKF24、SKF25、100Mo7。日本NSK公司、KOYO公司為提高軸承在污染潤(rùn)滑條件下工作的疲勞壽命,開(kāi)發(fā)了NSJ2鋼和TF系列鋼(HTF、STF、NTF),幾倍甚至十倍地提高了軸承在污染潤(rùn)滑條件下的壽命。為解決高碳鉻不銹鋼9Cr18(AISI440)、9Cr18Mo(440C)在熱處理時(shí)易產(chǎn)生粗大共晶碳化物,導(dǎo)致影響軸承的韌性、耐蝕性和疲勞壽命的問(wèn)題,德國(guó)FAG公司、日本NMB公司、KOYO公司開(kāi)發(fā)了0.7C-13Cr馬氏體不銹鋼。為解決準(zhǔn)高溫條件下工作的軸承使用高溫軸承鋼成本高的問(wèn)題,日本NTN公司、KOYO公司分別開(kāi)發(fā)了適合在150℃~180℃準(zhǔn)高溫條件下工作的NTJ2、KUJ7鋼,等等。
我國(guó)使用的軸承鋼種類(lèi)幾十年一貫制,僅在上世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)了二種新鋼種:
GCr15SiMo、GCr18Mo。這種狀況,嚴(yán)重影響了軸承行業(yè)對(duì)不同使用要求的重大裝備的配套能力。
五、我國(guó)軸承鋼技術(shù)質(zhì)量水平提升的路徑
(一)認(rèn)真貫徹高碳鉻軸承鋼新標(biāo)準(zhǔn)
GB/T18254—2016標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實(shí)施,對(duì)于軸承行業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)具有里程碑的意義。我們要大張旗鼓地宣傳貫徹新標(biāo)準(zhǔn),要力促特鋼企業(yè)按新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)供貨。軸承企業(yè)要按新標(biāo)準(zhǔn)采購(gòu)和進(jìn)行進(jìn)廠驗(yàn)收,并自覺(jué)地選用特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)長(zhǎng)壽命、高可靠性軸承。
為此,應(yīng)進(jìn)行以下工作:
1、建議由中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)同中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行情況進(jìn)行調(diào)研,調(diào)研情況向全社會(huì)發(fā)布。
2、建議由中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)同中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì),組織召開(kāi)貫徹GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)交流會(huì),推動(dòng)特鋼行業(yè)和軸承行業(yè)的企業(yè)認(rèn)真貫徹執(zhí)行GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)。
3、建議中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)組織編制《高碳鉻軸承鋼應(yīng)用指南》,指導(dǎo)軸承企業(yè)根據(jù)不同類(lèi)型軸承對(duì)精度、性能、壽命和可靠性的不同要求,選用GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)質(zhì)量等級(jí)的軸承鋼(特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和優(yōu)質(zhì)鋼)。
4、興澄鋼廠等特鋼行業(yè)排頭兵企業(yè)應(yīng)在貫徹GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)上發(fā)揮全行業(yè)的標(biāo)桿和引領(lǐng)作用。在繼續(xù)與跨國(guó)軸承公司進(jìn)行合作的同時(shí),與國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)軸承企業(yè)建立貫徹 GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)和應(yīng)用高等級(jí)軸承鋼(特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼)的戰(zhàn)略合作關(guān)系。特別要對(duì)特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)開(kāi)展深入、系統(tǒng)的研究,以特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)突破,帶動(dòng)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼整體質(zhì)量提升。
(二)組織新型軸承鋼產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用攻關(guān)
1、稀土軸承鋼
稀土被稱(chēng)為“工業(yè)維生素”。
上世紀(jì)八十年代,我國(guó)曾一度出現(xiàn)過(guò)研發(fā)和應(yīng)用稀土鋼的熱潮,但應(yīng)加什么稀土,加多少,怎么加等技術(shù)瓶頸未突破,效果時(shí)好時(shí)壞,還時(shí)有出現(xiàn)堵塞水口的故障。一度出現(xiàn)的稀土鋼熱,由熱變冷。
李依依院士率領(lǐng)的中科院金屬材料加工模擬研究團(tuán)隊(duì),經(jīng)過(guò)十年的努力,在鋼中雜質(zhì)形成機(jī)理的研究上取得突破,開(kāi)發(fā)了商用稀土合金純凈化制備技術(shù)和鋼中加入稀土的特殊加入技術(shù),有望突破應(yīng)用稀土冶煉高品質(zhì)軸承鋼的技術(shù)瓶頸。
李依依院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)介紹其研發(fā)稀土軸承鋼的情況:
(1)原理
在軸承鋼中加稀土鈰Ce、鑭La,每噸鋼加100克~200克,費(fèi)用10~20元。
效果:
① 純凈度—減少夾雜物60%,細(xì)化夾雜物,軟化夾雜物,減小點(diǎn)狀不變形夾雜物DS。
② 均質(zhì)性—使夾雜物分布均勻,各向同性,減少偏析,提高沖擊功,減少機(jī)加工、熱處理變形。
(2)試驗(yàn)情況
天馬軸承集團(tuán)公司和中科院金屬所合作,進(jìn)行了稀土軸承鋼冶煉軋制工業(yè)性試驗(yàn)和用稀土軸承鋼制造軸承的冷加工、熱加工工藝試驗(yàn)。由中科院金屬所提供稀土并作技術(shù)指導(dǎo),天馬軸承集團(tuán)公司已生產(chǎn)20000多噸稀土軸承鋼并用于制造軸承。從稀土軸承鋼制造軸承的情況看,熱處理變形顯著減小。用按跨國(guó)軸承公司國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的軸承鋼和稀土軸承鋼制造的同一型號(hào)軸承作疲勞壽命對(duì)比試驗(yàn),前者制造的軸承強(qiáng)化試驗(yàn)壽命239小時(shí),稀土鋼制造的軸承強(qiáng)化試驗(yàn)壽命471小時(shí),提高近一倍。另外,經(jīng)對(duì)比試驗(yàn),稀土鋼沖擊功比普通軸承鋼沖擊功提高20%。
目前,稀土軸承鋼尚未具備產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用的條件。為實(shí)現(xiàn)稀土軸承鋼研發(fā)—工程化—產(chǎn)業(yè)化,應(yīng)在中科院金屬所和天馬軸承集團(tuán)公司前期工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)行大量的工作。
(3)進(jìn)一步工作
對(duì)進(jìn)一步工作內(nèi)容的建議——
① 中科院金屬所與鋼廠合作,進(jìn)一步進(jìn)行稀土軸承鋼冶煉和軋制工業(yè)性試驗(yàn),驗(yàn)證完善制備技術(shù)。
② 進(jìn)行應(yīng)用稀土軸承鋼制造軸承的冷加工、熱加工工藝試驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)軸承進(jìn)行全項(xiàng)檢測(cè),進(jìn)行軸承各項(xiàng)性能臺(tái)架對(duì)比試驗(yàn)。
③ 有資質(zhì)的第三方檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)稀土軸承鋼進(jìn)行大樣本、隨機(jī)抽樣的、多次重復(fù)的全項(xiàng)檢測(cè)、試驗(yàn),對(duì)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
④ 制訂稀土軸承鋼團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而制訂稀土軸承鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
⑤ 在以上各項(xiàng)工作完成后,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,向軸承行業(yè)全行業(yè)推廣應(yīng)用。
2、天馬(TM)系列高等級(jí)軸承鋼
天馬軸承集團(tuán)公司(天馬軸承)投入數(shù)億元,引進(jìn)了一大批國(guó)際國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的軸承鋼冶煉設(shè)備,軸承鋼材檢測(cè)、分析、試驗(yàn)設(shè)備、儀器。并以國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心和院士工作站為載體,建立了高水平的產(chǎn)學(xué)研合作的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過(guò)多年的攻關(guān),研發(fā)出第一、二、三代天 馬(TM)系列優(yōu)質(zhì)軸承鋼材。
第一代,引進(jìn)奧地利因泰克公司冶煉技術(shù),結(jié)合本公司的冶煉專(zhuān)利技術(shù),研發(fā)出了天馬SKF3優(yōu)質(zhì)軸承鋼,性能達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)出高純凈度、長(zhǎng)壽命風(fēng)電軸承系列鋼材,性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,應(yīng)用這種鋼材制造的風(fēng)電偏航變漿軸承,通過(guò)了世界風(fēng)電裝備排頭兵企業(yè)GE、Vestas、Siemens的裝機(jī)試驗(yàn)考核,已大量出口美國(guó)、德國(guó)、丹麥。
第二代,研發(fā)的TM-011系列軸承鋼,抗污染性是普通軸承鋼的6倍,耐磨損、抗疲勞和抗咬合性為普通軸承鋼的3倍,能滿足300℃高溫、dmn值2.5×106mm·r/min的超高速的使用要求。
第三代,與科研院所合作,開(kāi)發(fā)了TM-HDG天馬系列高氮軸承鋼,應(yīng)用此種軸承鋼制造的軸承,完全可以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)、數(shù)控機(jī)床的溫度、高速、腐蝕、磨損等嚴(yán)苛工況的要求。
第四代,天馬軸承正與科研院所合作,開(kāi)發(fā)第四代長(zhǎng)壽命新型軸承鋼。
天馬軸承即將完成的技改項(xiàng)目,將達(dá)到年產(chǎn)40萬(wàn)噸高等級(jí)軸承鋼的生產(chǎn)能力,其中,10萬(wàn)噸自用,30萬(wàn)噸向軸承行業(yè)生產(chǎn)高端軸承的軸承企業(yè)供貨。
為使天馬(TM)系列高等級(jí)軸承鋼在全行業(yè)推廣應(yīng)用,應(yīng)進(jìn)行以下工作:
(1)支持天馬軸承完成40萬(wàn)噸高等級(jí)軸承鋼技改項(xiàng)目。
(2)促進(jìn)天馬軸承進(jìn)一步進(jìn)行冶煉軋制工業(yè)性試驗(yàn),完善制備技術(shù)。
(3)促進(jìn)天馬軸承進(jìn)一步完善應(yīng)用高等級(jí)軸承鋼制造軸承的冷熱加工工藝技術(shù),進(jìn)行軸承的全項(xiàng)檢測(cè)和對(duì)比試驗(yàn)。
(4)有資質(zhì)的第三方檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)天馬(TM)系列高級(jí)軸承鋼進(jìn)行全項(xiàng)檢測(cè)、試驗(yàn),對(duì)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
(5)指導(dǎo)天馬軸承制訂高等級(jí)軸承鋼的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并由中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)上升為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),力爭(zhēng)進(jìn)一步上升為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(6)在完成以上各項(xiàng)工作,具備推廣應(yīng)用的條件后,運(yùn)用各種媒體向社會(huì)推介,并由中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)召開(kāi)推介會(huì)向全行業(yè)推介,促進(jìn)在全行業(yè)的推廣應(yīng)用。
(三)強(qiáng)化軸承鋼質(zhì)量第二方(用戶)監(jiān)督
對(duì)于軸承生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō),要形成杜絕使用劣質(zhì)鋼材的機(jī)制,在軸承鋼質(zhì)量問(wèn)題上要“自律”和“他律”雙管齊下?!白月伞本褪亲晕壹s束,堅(jiān)決不使用劣質(zhì)鋼材;“他律”就是要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)軸承鋼的特鋼企業(yè)的第二方(用戶)質(zhì)量監(jiān)督。
1、軸承生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)不同類(lèi)型軸承精度、性能、壽命和可靠性對(duì)鋼材的要求,選用相應(yīng)質(zhì)量等級(jí)的鋼材,堅(jiān)決不因成本壓力而使用劣質(zhì)鋼材,在全行業(yè)形成“使用優(yōu)質(zhì)鋼材為榮,使用劣質(zhì)鋼材為恥”的風(fēng)尚。
2、組織軸承生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)軸承鋼材技術(shù)質(zhì)量的第二方(用戶)監(jiān)督:
(1)中國(guó)軸協(xié)制訂對(duì)軸承鋼材供貨廠家第二方評(píng)審的主要質(zhì)量指標(biāo)的控制水平和控制手段的評(píng)審標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)軸承生產(chǎn)企業(yè)在選擇軸承鋼材供貨廠家時(shí),對(duì)軸承鋼材供貨廠家的冶煉軋制工藝、工藝裝備、檢測(cè)檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等進(jìn)行調(diào)查評(píng)審,選擇在軸承鋼的純凈度控制、成份控制、碳化物控制、表面質(zhì)量控制等方面達(dá)標(biāo)的軸承鋼材生產(chǎn)廠家作為供貨方。
(2)中國(guó)軸協(xié)每年對(duì)上一年度軸承生產(chǎn)廠家軸承鋼材進(jìn)廠檢驗(yàn)和使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查研究,并授權(quán)其技術(shù)委員會(huì)代表用戶對(duì)軸承鋼質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn),將調(diào)研和檢驗(yàn)結(jié)果通過(guò)媒體向社會(huì)發(fā)布,公布軸承鋼質(zhì)量?jī)?yōu)良的特鋼企業(yè)“紅名單”,推薦軸承生產(chǎn)企業(yè)使用其產(chǎn)品;推動(dòng)、支持并協(xié)助執(zhí)法部門(mén)公布軸承鋼質(zhì)量低劣的特鋼企業(yè)“黑名單”,建議軸承生產(chǎn)企業(yè)不使用其生產(chǎn)的軸承鋼。從而形成社會(huì)輿論,凈化軸承鋼市場(chǎng)。
(3)鼓勵(lì)和支持瓦房店、洛陽(yáng)、浙東、蘇錫常、聊城等軸承產(chǎn)業(yè)集聚地區(qū)建立的軸承質(zhì)量檢驗(yàn)中心開(kāi)展本地區(qū)中小企業(yè)軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)委托業(yè)務(wù)。
通過(guò)建立軸承鋼第二方(用戶)監(jiān)督評(píng)價(jià)體系,促進(jìn)特鋼企業(yè)著力技術(shù)改造,推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,加強(qiáng)質(zhì)量控制努力提高軸承鋼質(zhì)量;促進(jìn)軸承鋼材市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰機(jī)制的形成,使優(yōu)勢(shì)軸承鋼材生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)有序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)擴(kuò)大市場(chǎng)份額,做強(qiáng)做大,使不具備生產(chǎn)軸承鋼材這種高品質(zhì)鋼材的企業(yè)淘汰出局。
(四)加大研發(fā)力度
推動(dòng)特鋼企業(yè)進(jìn)行、軸承企業(yè)積極參與以下關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)產(chǎn)品研發(fā)。
1、關(guān)鍵技術(shù)
·開(kāi)展冶金質(zhì)量一致性的系統(tǒng)研究,解決我國(guó)軸承鋼質(zhì)量一致性差的頑疾。
·對(duì)特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)開(kāi)展深入、系統(tǒng)的研究,以特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)突破,帶動(dòng)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼整體質(zhì)量提升。
·開(kāi)展B、D類(lèi)脆性非金屬夾雜物與軸承疲勞壽命的關(guān)系的研究,為軸承壽命預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。
·推廣應(yīng)用潔凈鋼冶金技術(shù)、連鑄保護(hù)渣技術(shù)、惰性氣體保護(hù)氣氛電渣冶金技術(shù)、大規(guī)格電渣錠冶煉技術(shù)、連鑄坯大壓下控制技術(shù)、微合金化技術(shù)、大規(guī)格軸承鋼鍛造技術(shù)等。
2、重點(diǎn)產(chǎn)品
·研發(fā)應(yīng)用制造風(fēng)電增速器軸承、汽車(chē)變速箱軸承等在污染潤(rùn)滑條件下使用的軸承的抗磨粒磨損軸承鋼,如同日本NSK、KOYO公司開(kāi)發(fā)的TF系列(HTF、STF、NTF)軸承鋼。
·研發(fā)應(yīng)用適宜于在150℃~180℃的準(zhǔn)高溫區(qū)工作的準(zhǔn)高溫軸承鋼,用于制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承。
·研發(fā)應(yīng)用高淬透性、高強(qiáng)度高碳鉻軸承鋼新鋼種,滿足制造大壁厚、特大壁厚軸承的需要。
·研發(fā)應(yīng)用適宜于制造2.0兆瓦以上風(fēng)電主軸軸承、偏航變槳軸承的新鋼種。
·研發(fā)應(yīng)用降碳鉻馬氏體不銹鋼65Cr13、高氮軸承鋼AMS5925,用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承。
·研發(fā)應(yīng)用制造高速動(dòng)車(chē)組軸箱軸承的專(zhuān)用鋼材。
·研發(fā)應(yīng)用更適合于下貝氏體淬火的新鋼種,如同SKF的SKF24、SKF25、100Mo7、775x等。