“高端軸承依賴(lài)進(jìn)口，為什么我們自己造不出來(lái)？”在調(diào)研了東三省、浙江、山東等五六個(gè)省份之后，中科院山東技術(shù)轉(zhuǎn)化中心常務(wù)副主任王東升找到了答案：最大的問(wèn)題出在材質(zhì)上，“沒(méi)有好鋼，永遠(yuǎn)造不出高端軸承”。

      作為機(jī)械設(shè)備中不可或缺的核心零部件，軸承支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。在他看來(lái)，無(wú)論飛機(jī)、汽車(chē)、高鐵，還是高精密機(jī)床、儀器儀表，“凡是旋轉(zhuǎn)的部分，都需要軸承”。

毫不夸張地說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸承一直在“煉獄”中工作——它不僅要以每分鐘上萬(wàn)轉(zhuǎn)的速度長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，還要承受著各種形式的應(yīng)力擠壓、摩擦與超高溫。這對(duì)軸承的精度、性能、壽命和可靠性提出了高要求，而決定這四點(diǎn)的關(guān)鍵因素，在于其材質(zhì)。

      遺憾的是，雖然我國(guó)的制軸工藝已經(jīng)接近世界頂尖水平，但材質(zhì)——也就是高端軸承用鋼幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。

最近，科技日?qǐng)?bào)記者到華東某大型國(guó)有鋼鐵集團(tuán)采訪，了解到后者的尷尬。作為“中國(guó)企業(yè)100強(qiáng)”，這家鋼鐵集團(tuán)擁有自己的精品鋼基地，但卻做不出軸承用高端鋼，只能依賴(lài)進(jìn)口，前不久，花了近1億元進(jìn)口軸承用鋼。

      “PPM”在煉鋼中是氧含量的單位，意指百萬(wàn)分率或百萬(wàn)分之幾。中科院金屬研究所專(zhuān)家告訴記者，一般而言，在鋼鐵行業(yè)，8個(gè)PPM的鋼屬于好鋼；5個(gè)PPM的鋼屬于頂級(jí)鋼，正是高端軸承所需要的。

      高端軸承用鋼的研發(fā)、制造與銷(xiāo)售基本上被世界軸承巨頭美國(guó)鐵姆肯、瑞典SKF 所壟斷。前幾年，他們分別在山東煙臺(tái)、濟(jì)南建立基地，采購(gòu)中國(guó)的低端材質(zhì)，運(yùn)用他們的核心技術(shù)做成高端軸承，以十倍的價(jià)格賣(mài)給中國(guó)市場(chǎng)。

      煉鋼過(guò)程中加入稀土，就能使原本優(yōu)質(zhì)的鋼變得更加“堅(jiān)強(qiáng)”。但怎么加，這是世界軸承巨頭們的核心秘密。

      稀土被稱(chēng)為“工業(yè)維生素”，稀土鋼是指含有一定量稀土的鋼。上世紀(jì)80年代，我國(guó)曾掀起稀土鋼的研發(fā)和應(yīng)用高潮，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，煉鋼過(guò)程中加入稀土是解決高端軸承用鋼的技術(shù)方向，但是在鋼中加入稀土后，鋼的性能變得時(shí)好時(shí)壞，在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中也極易堵塞澆口，雖經(jīng)多年攻關(guān)仍未能突破技術(shù)瓶頸，這也導(dǎo)致稀土在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用中由熱變冷。

      如同一盆水中滴入一滴墨水，1噸鋼加入多少微量稀土比較合適？怎么加？

難題懸而未解，導(dǎo)致的后果是：目前，除少量鋼種外，鋼鐵企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中幾乎放棄了稀土的應(yīng)用。

不過(guò)，研發(fā)高端軸承用鋼的道路上，不全是壞消息。

      前一階段，中科院金屬所材料加工模擬研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)單重百?lài)嵓?jí)大鋼錠的實(shí)物解剖和計(jì)算，發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)是導(dǎo)致成分不均勻的主要根源，據(jù)此提出新的鋼中缺陷形成機(jī)理，在行業(yè)內(nèi)引起很大反響并迅速獲得應(yīng)用。此后，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了商用稀土合金的純凈化制備技術(shù)和稀土在鋼中特殊加入技術(shù)，從而突破了稀土在鋼中進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了在鋼中添加稀土后的工藝順行和性能穩(wěn)定。

       記者了解到，近段時(shí)間，國(guó)家有關(guān)部委正在醞釀相關(guān)政策，推動(dòng)高端軸承用鋼的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。可以說(shuō)，解決高端軸承用鋼的“卡脖子”難題，我們又向前邁進(jìn)了一步。

延伸閱讀

國(guó)產(chǎn)軸承和進(jìn)口軸承間還存在哪些差距？

1、軸承精度方面

國(guó)產(chǎn)軸承的尺寸偏差和旋轉(zhuǎn)精度雖然和進(jìn)口軸承已經(jīng)非常的接近，但是在離散度上還存在著一定差距。此外，國(guó)外早已開(kāi)始研究和應(yīng)用“不可重復(fù)跳動(dòng)”這樣精細(xì)的旋轉(zhuǎn)精度指標(biāo)，而中國(guó)在這方面的研究卻近乎空白。

日本已推出靜音及超靜音軸承，而中國(guó)軸承的振動(dòng)極值水平與日本軸承相比，一般要相差10dB以上。

以深溝球軸承為例，進(jìn)口軸承產(chǎn)品的壽命一般為計(jì)算壽命的8倍以上（最高可達(dá)30倍以上），可靠性為98%以上（或追求與主機(jī)等壽命），而國(guó)產(chǎn)軸承的壽命一般僅為計(jì)算壽命的3至5倍，可靠性為96%左右。

進(jìn)口軸承產(chǎn)品的DmN值可達(dá)400萬(wàn)r/min.mm，而國(guó)產(chǎn)軸承在這方面只能望塵莫及。

      大家可以想象一樣，幾十年前，日本的軸承專(zhuān)家岡本純?nèi)龑?xiě)出了一本專(zhuān)著《球軸承設(shè)計(jì)與計(jì)算》，而直到現(xiàn)在，我們國(guó)內(nèi)研究軸承的很多學(xué)者還是參考人家?guī)资昵暗慕?jīng)驗(yàn)公式。在高端軸承的科研創(chuàng)新上，我們落后國(guó)外太多。

     中國(guó)工程院院士曾經(jīng)指出，高端軸承研發(fā)涉及材料、油脂及潤(rùn)滑、制造、設(shè)計(jì)、軸承制造裝備、檢測(cè)與試驗(yàn)等一系列技術(shù)難題，還涉及接觸力學(xué)、潤(rùn)滑理論、摩擦學(xué)、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科。

      毫無(wú)疑問(wèn)，高端軸承技術(shù)具有極端的復(fù)雜性，其難度非常之大。這同時(shí)也說(shuō)明為軸承專(zhuān)門(mén)設(shè)置一個(gè)工科專(zhuān)業(yè)是很必要的。而一個(gè)學(xué)綜合性、寬口徑的機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的本科生盡管也學(xué)過(guò)數(shù)十小時(shí)的軸承課時(shí)，但他們學(xué)到的只是軸承這門(mén)高深學(xué)問(wèn)的皮毛。如果這樣的本科生投身軸承行業(yè)，幾乎等于從頭開(kāi)始學(xué)，用人單位還得費(fèi)時(shí)費(fèi)力對(duì)其進(jìn)軸承專(zhuān)業(yè)知識(shí)的大量培訓(xùn)。因此，加強(qiáng)軸承研究教育刻不容緩。

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