河(hé)北(běi)萬轉騰遠|| 為(wéi)何高(gāo)端軸承難以制造？兩大關
世界軸承市場70%以上的份(fèn)額，被十(shí)大跨國軸(zhóu)承集團公司所占據，其(qí)中美國占23%、歐盟占21%、日本(běn)占19%。世界軸承市場基本是由日本NSK公司、瑞典SKF公司、德國FAG、美國Timken等幾家公司所主導。
同時，世(shì)界軸承行業的高端市場被上述企業所壟斷，而(ér)中低檔市場(chǎng)則主要集中(zhōng)于(yú)中國。而我國(guó)瓦軸等(děng)10家最大的軸承企業，銷售額僅占全行業(yè)的24.7%，前30家的生産集中度也僅(jǐn)為37.4%。
當前我們的設計和(hé)制造技術基本上是模仿(páng)，産品開(kāi)發能力低(dī)，在某些核心技術(shù)的研發領域甚至還是空白。雖然對國内主機的配套率達到80%，但高(gāo)速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調器、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承，基本上(shàng)依靠進口。對軸承壽命和可靠性至(zhì)關重要的先進熱(rè)處理工藝和裝備，如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火(huǒ)等覆蓋(gài)率低，許多技(jì)術難題攻關(guān)未能取得突破。軸承(chéng)鋼新鋼(gāng)種的研發(fā)，鋼材質量(liàng)的提高，潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發，尚不能适應軸(zhóu)承産品水平和質量(liàng)提高的要求(qiú)。我國軸承工業的制造工藝和裝(zhuāng)備技(jì)術發展緩慢，車加工數控率低，磨加工自動化水平低，全國僅(jǐn)有200多條自動生産線(xiàn)“高端軸承依賴進口(kǒu)，為什(shí)麼我們自己造(zào)不出來？”在(zài)調研了東三省、浙江、山東等五(wǔ)六個省份(fèn)之後，中(zhōng)科院山東技術轉化中心常(cháng)務副主任王東升找(zhǎo)到了(le)答(dá)案(àn)：最大(dà)的問題出在材質上，“沒(méi)有好(hǎo)鋼(gāng)，永遠造不出高端軸承”。作為機(jī)械設備中不可或缺的核心零部件，軸承支(zhī)撐機械旋轉體，降低其(qí)摩擦系數，并保證其回轉精度。毫不誇張地說，發動機中(zhōng)的軸承一直在(zài)“煉獄”中工作——它不僅要以每分鐘上萬轉的速(sù)度長時間高速(sù)運轉，還要(yào)承受着各種形式(shì)的應力(lì)擠壓、摩擦(cā)與超高溫。這對(duì)軸(zhóu)承的精度、性能、壽命(mìng)和可靠性提出(chū)了高要求，而決定(dìng)這四點的關鍵因素，在于其材質。遺(yí)憾的是，雖然我(wǒ)國(guó)的制軸工藝已經(jīng)接近世界頂尖水平，但材質——也就是高端(duān)軸(zhóu)承用鋼(gāng)幾乎全部依賴進口。
最近，科技日報記者到華東某大型(xíng)國有鋼鐵集團采訪，了解到後者的尴尬。作為“中國企(qǐ)業100強”，這家(jiā)鋼鐵集(jí)團擁有自己的精品鋼基地，但卻做不(bú)出軸承用高端鋼，隻能依賴進口，前不久，花了近1億元進口軸承用鋼(gāng)。“PPM”在煉鋼中是氧含(hán)量的單位，意指百萬分率或百萬分之幾。一般而言，在(zài)鋼鐵行業，8個PPM的鋼(gāng)屬于好鋼；5個PPM的鋼屬于頂(dǐng)級鋼，正是(shì)高端軸承所需要的。高(gāo)端軸承用鋼(gāng)的研發、制造與銷售基本上被世界軸承巨頭美國鐵姆肯、瑞典SKF所壟斷。前幾年(nián)，他們(men)分别在山東煙台、濟南建立基地，采購中國的低端材質，運用(yòng)他們的核心技(jì)術(shù)做(zuò)成高端軸承，以十倍(bèi)的價格賣(mài)給中國市(shì)場。煉鋼過程(chéng)中加入(rù)稀土，就能使原本優(yōu)質的鋼變得更加“堅(jiān)強”。但怎(zěn)麼加，這是(shì)世界軸(zhóu)承巨頭們的核心秘密。每一(yī)列從生産車間走出來的高鐵，隻要時(shí)速超過每(měi)小時140公裡，用的基本(běn)上是進口軸承。2019年整年(nián)中國軸承産量為196億(yì)套，經濟規(guī)模位居世界第三。和機床行業一樣，我們向來擁有龐大的産能和規模(mó)，但僅有少數尖端領(lǐng)域突破了國外封鎖，大量的高端産品(pǐn)仍(réng)然依賴進(jìn)口。有人或許會反問，我們的99A坦克座圈，不(bú)僅(jǐn)能讓上十噸的炮塔運轉自如，還能承受住125毫米滑膛炮的後坐力，而這個坦克座圈就是一個巨大(dà)的滾動軸承，目前大多(duō)數國家(jiā)連這種軸承的邊都摸不到。還有我國衛星上的太(tài)陽能帆闆，依靠固體潤滑劑軸(zhóu)承，可以随時調(diào)整相對于太陽的角度，并不需要時常去給軸(zhóu)承添加潤滑油，而這類(lèi)軸承同樣沒(méi)有幾個國家(jiā)能夠染指(zhǐ)。
但即使這樣，我們(men)仍隻能算是軸承大國，而不是軸承(chéng)強國。不同(tóng)于其他機械零件，高(gāo)端軸(zhóu)承對于材料、加工(gōng)工藝和經驗的要(yào)求特别苛刻，因為這些指标決定了(le)軸承今後的可靠性和壽(shòu)命。例如兩個鋼環間套着鋼(gāng)珠(zhū)的軸承——深溝球軸承，國外産品(pǐn)的可靠性在98%以上，實際壽命為計算壽命的8倍到30倍，而國産軸承可靠性僅為96%，實際壽命為計(jì)算壽命的3到5倍，這就意味(wèi)着“能(néng)用”和“好用”完全是兩個(gè)概念，大飛機C919、運20和高鐵采用進口軸(zhóu)承的原因便是如此。
從2004年(nián)開始，我國開始重點發展高(gāo)速鐵路和機車裝備，采取引進先進技術，聯合設計生産(chǎn)的思路，我國鐵(tiě)道部從西門子引進(jìn)了時速350公(gōng)裡的高速列車，并且得到了全車制造(zào)技術，中國高(gāo)鐵開始擁有自己的自主知識産權，并且(qiě)不受任何限制對外出口，但這并不意味(wèi)着高鐵車身所有的(de)零部件都實現了國産化(huà)，我們的核心競争力主要是(shì)全車制造、牽引供電系統和(hé)運行(háng)控制系統等，在(zài)市場全球化時代，你不可能要求一(yī)家企業或(huò)者一個國家，掌(zhǎng)握高尖端(duān)領域的全種類技術。雖然高鐵軸承僅是一個小部件，但牽一發而動全(quán)身。軸承主要分為滾動軸承和滑(huá)動軸承兩類，而高鐵所用的(de)滾動軸承一般分為P0、P2、P4、P5和(hé)P6五個(gè)等級，軸承精度随着等級升高。像高端數控機床的主軸采用的是P5、P6等級，而航空、高鐵等高科技領域采用的則是P4等級。在近十(shí)年内，我國高鐵所用的高端軸承主(zhǔ)要是從(cóng)SKF、德國FAG、美(měi)國(guó)TIMKEN等公司引進。在這些公司的高端軸承中，我們可以發現兩(liǎng)個基礎性(xìng)問題，那就是“高性能的材料”和“高質量的加工”。制作高鐵軸承的材(cái)料就是素有“鋼中之王”稱(chēng)号的軸承鋼，它是高鐵冶煉中要求最嚴格的(de)鋼種之一。而如何鍛造出“高純淨度(dù)”和“高均勻(yún)性”的軸承鋼，将(jiāng)鋼中含氧量控制在(zài)最低，一直是我國鋼鐵企業面臨(lín)的難題。
但經過數十年的攻關，我們已經攻克生産工(gōng)藝中的諸多難(nán)點，并且(qiě)躍居為軸承鋼生産大國，而關鍵就在于将稀土(tǔ)加入到冶鋼步驟中(zhōng)，這使得影響鋼(gāng)材疲勞壽命的大尺寸夾雜物減少(shǎo)了50%，因此生産出來的軸承(chéng)鋼也被稱作高端稀土軸承鋼(gāng)。
目前我們雖然能造軸承鋼，但主(zhǔ)要是電渣軸(zhóu)承鋼(gāng)，其質量和(hé)純度還有待提(tí)高，而國外采用的真空脫氣冶煉技術打造的超高純軸承鋼，是(shì)我們下一步的目标。在高性能的材料解決後，剩下就是高質量的加工。高鐵軸(zhóu)承制造涉(shè)及學科門類衆多，歐美由于掌(zhǎng)握超長壽命鋼技術、細質化熱處理技術和先進的密封潤滑技術等，才得以生産出高質量的軸承，這也導緻國(guó)内外高鐵軸承在精度、軸承振(zhèn)動、壽命和可靠性上仍存在一定的差距。
股權代(dài)碼：668911
