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“十（shí）年磨一（yī）劍”軸承鋼技術取得重（chóng）大突破，軸承行業迎新變革

2021-4-6 來源：- 作者（zhě）：-

記者近日在西北工業大學采（cǎi）訪時獲悉：該校材料學院劉（liú）東教授和其團隊研（yán）發的強（qiáng）力旋軋（zhá）技術（PTR）取得重大突破，破解了我國相關行業發展（zhǎn）的（de）問題。

從汽車（chē）、高鐵、飛機到儀器儀表、機械裝備，所有旋轉的機械（xiè）中，幾乎都能尋找到一個共同的核心部件——軸承。而製造軸承所需的材料——軸承鋼，則因（yīn）直接關乎軸承的壽命和（hé）可靠性，被譽（yù）為“鋼中之王”。

運（yùn）用強力旋軋技術生產的成品。西北工業大學供圖

“軸承的工作環境（jìng）嚴峻而（ér）複雜，不僅需要高速穩定的（de）旋轉，還要承受強力（lì）的擠壓、摩擦，甚至超高溫的曆練。”劉東教授告訴記者，正因如此，軸承鋼的（de）質量和可靠性，有著極為嚴苛的要（yào）求。

如何提升軸（zhóu）承鋼的質量？劉東教（jiāo）授介紹（shào），一是要內（nèi）部足夠純淨（jìng），夾雜物質越少越好；二是（shì）足夠均勻，材料內的顆粒物盡量細小、彌散。然（rán）而（ér）令人遺憾的是，一直以來，我國生產的軸承鋼質量（liàng）與國際先進水平有著較大差距（jù）。以夾雜物為例，國外產（chǎn）品夾雜物尺寸完（wán）全小於等於10微米，而國內最大粒徑達到50-52微米，“大小相差五倍之（zhī）多”。

與傳（chuán）統技術相比，強力旋軋技術可得到（dào）更為細小（xiǎo）彌散的（de）碳化物。西（xī）北工業大學供圖

由於無法從國（guó）內廠家尋求到（dào）符合高質量需求的軸（zhóu）承鋼，很多企業不得不花高價進口。這意（yì）味著：每製造一套產品，我們就需要向國外（wài）買一次軸（zhóu）承（chéng）。

作（zuò）為“鋼鐵大國”，如（rú）何（hé）能成為（wéi）“鋼鐵強國”？經過我國科研工作者幾十年的努力，軸承鋼中的氧含量、夾雜物等技術問（wèn）題（tí）已得到（dào）有效解決。行業中的最後一個“老大難”問（wèn）題——“碳化物”也被劉東教授和其團隊攻克。

由於軸承鋼屬於高碳鋼，在所有鋼中其含（hán）碳量（liàng）較（jiào）高。如果碳化物（wù）分布不均勻（yún），且呈大塊（kuài）狀，就會嚴重影響質量。劉東教授打了個比方：“就像揉麵時撒了一把鹽，如果麵團沒有揉碎、揉（róu）勻，麵裏（lǐ）就（jiù）都是又鹹又硬的（de）疙瘩。”“讓鹽更細小（xiǎo）、更均（jun1）勻的分布在麵（miàn）裏”，就是劉東教授和團隊追求的目（mù）標。

“還是以揉（róu）麵為例，你揉（róu）得變形越大，越能揉（róu）得均勻，揉好的關鍵就在（zài）於怎麽‘揉’。”劉東教授團隊創新性的提出了“強力旋軋技（jì）術”——“這個技術就是在揉麵的（de）時候，讓麵的3個方向都變形，而且變形的數值非常大，可（kě）謂把麵揉得又透、又勁（jìn）道。”

聽起來簡單的邏輯（jí），卻蘊含著劉東教授團隊孜孜不倦的探索。團隊“十年（nián）磨一劍”，經過不斷攻關測試，終於突破了技術瓶頸，研究出3項“世界首創”技術，申請到66項發明專利。強（qiáng）力旋軋（zhá）技術就是其中的一項。

據劉東教授介紹，中國軸（zhóu）承行業已形成近（jìn）2000億元的行業銷售規模，且每年以12%—15%的速度增長，但生產的軸承還是以中低端軸承和（hé）中小型（xíng）軸承為主（zhǔ）。這其中，汽車軸承所占（zhàn）比例（lì）達到（dào）40%左右，軸承（chéng）鋼中的夾雜物與碳化物質（zhì）量控製水平低，嚴重影響了國產汽車用軸（zhóu）承（chéng）的壽（shòu）命（mìng）與可靠性。“強力旋軋技術的出現，或（huò）將有力（lì）改（gǎi）變這（zhè）一現狀。”

相較於傳統技術，強力旋軋技術平均晶粒尺寸更為優化。西北工業大學供圖（tú）

實驗室數據顯（xiǎn）示（shì）：運用強力旋軋（zhá）技術，晶粒尺寸由原來的50微米細化至10微米（mǐ），碳化物尺寸僅為原先的1/10。軸承鋼硬度同時大大提升，處於世界頂尖水平。此外，軸承的壽命和可靠性也大幅度提高（gāo）。這一技術還可（kě）以顯著提高材料利（lì）用（yòng）率，生產流程大大縮短。

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