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高端轴承钢 中国造
信息来源:世界金属导报2018-07-24A01      时间:2018-07-26 10:00:29


轴承钢是钢铁材料中的高技术产品,是重大装备制造和国家重点工程建设所需要的关键材料,是高端制造业的保障,没有任何一种材料可以完全取代它。轴承钢冶金质量体现了一个国家在冶炼、轧制、检验等方面的综合水平,它代表着一个国家在该领域的技术创新能力、工艺装备水平和质量评价方法等综合实力。轴承钢的生产能力和质量优劣直接影响到一个国家的工业化发展水平和制造业的强弱。所以,我国轴承钢的供应能力、产品质量、生产技术水平、在国际上的竞争力等因素,不仅关系到我国轴承钢的发展,关系到我国轴承制造业的发展,更关系到我国从制造大国走向制造强国。为此,《世界金属导报》就相关方面专访了我国最大的轴承钢生产企业——中信特钢集团江阴兴澄特种钢铁有限公司(以下简称:“兴澄特钢”)总工程师许晓红及原总工程师蔡燮鳌。

全球最大轴承钢生产企业在中国

轴承钢是钢中之王,其服役条件恶劣,使用性能要求较高,是生产难度大、产品质量要求严、检验项目多的特种钢之一。

轴承钢按化学成分和使用要求一般分为高碳铬轴承钢(以GCr15、GCr15SiMn为主)、中碳轴承钢(风电轴承用42CrMo,轮毂轴承用钢等)、渗碳轴承钢(以G20CrNi2MoA、G20Cr 2Ni4A为主)、不锈轴承钢(以9Cr18为主)以及高温轴承钢等。

我国已成为轴承钢生产大国,特钢协36家企业的统计数据显示,2017年我国主要优特钢企业轴承钢的粗钢产量为301.46万吨,兴澄特钢、新冶钢和本钢特钢分别位居轴承钢产量前三位,占国内轴承钢总产量的51%。兴澄特钢轴承钢年生产量达到100万吨,其中高端轴承钢60余万吨,已经连续八年名列世界轴承钢产销量第一位。

兴澄特钢轴承钢质量达世界先进水平

轴承是直接关系到设备运行安全的重要部件之一,要保证轴承在规定的使用条件下具有足够的安全性、可靠性和长的使用寿命,就要求轴承钢具备优异的性能和疲劳寿命。

评价轴承钢质量的关键指标是材料的纯净度和均匀性。材料的纯净度是指材料中的夹杂物尽量少。材料的均匀性是指材料中的夹杂物和碳化物颗粒细小、弥散。纯净度的好坏直接影响了轴承的疲劳寿命,轴承的早期失效大部分是因为存在较大颗粒的夹杂物;均匀性影响轴承热处理后的变形、组织均匀性。

提高轴承钢的纯净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。氧含量越低,氧化物夹杂越少,纯净度越高,轴承钢的疲劳寿命就越长。元素Ti留在钢中形成多棱角的夹杂物,这种夹杂物容易引起局部应力集中,产生疲劳裂纹,对轴承钢的疲劳寿命有着直接的影响,因此要控制此种夹杂物的产生。

早在2009年,兴澄特钢就委托国外第三方机构进行了轴承钢的疲劳测试,结果表明,兴澄特钢轴承钢的疲劳寿命与国外知名钢厂生产的轴承钢相当。

为进一步提高技术水平,生产出纯净度、稳定性、可靠性更高的轴承钢,十多年来,兴澄特钢进行了轴承钢夹杂物在生产过程和疲劳过程演化行为的基础研究、纯净高稳定性冶金质量关键控制技术研究和轴承钢质量智能化控制平台建设,形成了兴澄特钢独有的纯净冶炼、大断面连铸和大压缩比非均温轧制等核心技术及全流程智能化轴承钢质量控制平台,大幅度提升了轴承钢纯净度、稳定性和疲劳性能水平。目前,兴澄特钢轴承钢冶金质量与接触疲劳性能总体处于世界先进水平,一些产品的实物质量已超过国外较多知名钢厂的水平,

高端轴承钢的氧含量≤5ppm,钛含量≤10ppm,大颗粒夹杂物DS≤0.5级。 2016年,世界知名轴承制造企业——德国舍弗勒公司对国外知名钢厂和兴澄特钢生产的轴承钢进行了疲劳测试对比试验。结果表明,兴澄特钢的轴承钢疲劳寿命是国外知名特钢的2.5倍,舍弗勒公司对兴澄特钢轴承钢给予了高度评价。

兴澄特钢经过10多年技术创新和智能生产平台建设与实践,解决了我国缺乏长寿命高可靠性轴承材料的问题。研发生产的高端轴承钢已用于制造能够满足多种使用条件和技术要求的高端轴承,加快了我国从制造大国向制造强国迈进的步伐。

走国际化发展道路的成功经验

兴澄特钢坚持技术质量的国际化标准和产品销售的全球化市场。在1993年与中信泰富合资以后,公司董事会即明确了企业的国际视野、理念和发展战略,坚定地加大对外开放合作、坚定地走全球化道路。公司从德国全线引进了“四位一体”短流程优特钢生产线和生产特殊钢的先进工艺技术,并在消化吸收的基础上进行了创新提升和发展。公司通过多种形式的培训,形成管理人才、科技人才和高级技工人才三种人才成长通道。对高级管理、科技人才多次送往国外进行培训。这为兴澄特钢参与全球化竞争奠定了基础。

目前,兴澄特钢轴承钢产量占国内轴承钢总产量的30%以上,很大一部分产品用于出口,是瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK、NTN、KOYO等世界知名轴承制造企业的优秀战略供货商。

我国高端轴承钢开发和高端轴承制造

近年来,我国轴承钢在技术水平、产品质量、产销量等方面取得了跨越式发展,已经成为世界轴承钢生产大国,然而我国企业发展不平衡,还存在明显差距。目前,市场上销售的轴承钢品种规格还不够齐全、产品质量也相差较大,相当一部分特钢企业生产的轴承钢仍以低中档产品为主,高纯净度的高品质轴承钢占比还较低。为此,我国轴承钢生产企业需要加强高端轴承钢的研发,同时下游企业也应该加大投入,提升高端轴承的制造能力。

一是要继续加强高端轴承钢开发。我国经济发展和对外开放程度的加大,促进了制造业对轴承的需求。目前轴承制造产业发展势头强劲,高端轴承需求量大幅增长,进而拉动了轴承钢的市场需求。虽然我国轴承钢的生产数量位居全球第一,但是国内轴承钢的总体质量水平参差不齐,与国外先进水平还存在一定的差距,少量高端轴承还依赖进口。为推动高端轴承钢技术迈上新的台阶,我国已加大对高端轴承钢的研发力度,在“十三五”国家重点研发计划中设置了相关研究项目,兴澄特钢牵头承担了“轴承钢冶金质量控制基础理论与产业化共性技术研究”课题,并取得了明显进展。

二是加强与下游行业的合作。

轴承钢是高端轴承制造的关键因素和基础,但是如果轴承生产过程不能有效控制,有了好钢也不一定能够生产出好的轴承,由此看来后面工序也十分重要,例如:轴承的设计、加工制造、热处理、密封与润滑、安装等对轴承的疲劳寿命影响都很大。长期以来,瑞典、德国、日本等轴承生产强国均致力于开发先进的轴承设计、制造、密封以及润滑等技术,以满足客户的使用要求,并在激烈的市场竞争中保持领先地位。近几年,不少世界知名轴承制造企业在中国采购轴承钢,并在中国建设轴承生产厂,运用其核心技术制造成高端轴承,再以高价在中国市场销售。中国的轴承生产企业在这方面要加倍努力,缩小和世界知名轴承制造企业的差距。

因此,我国钢铁企业与科研院所、下游行业合作交流十分重要,科研院所、轴承钢企业和轴承制造企业需要紧密合作、强强联合、共同努力、联合攻关,实现核心技术的突破。这样既促进高端轴承钢的开发和生产,不断满足我国轴承制造业的需求,同时通过产、学、研、用联动可以推进轴承制造业的技术创新,改进制造工艺和水平,制造高端轴承,为我国实现制造强国贡献力量。

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