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我國(guó)軸承鋼供需現(xiàn)狀、存在問題及質(zhì)量提高途徑（上）

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一、我國(guó)軸承行業(yè)發(fā)展和軸承鋼供需情況

我國(guó)軸承行業(yè)已形成了較大的產(chǎn)生規(guī)模，成為獨(dú)立完整的工業(yè)體系。2007年全行業(yè)生產(chǎn)各類軸承90億套，實(shí)現(xiàn)銷售收入760億元。軸承產(chǎn)量和銷售收入居世界第三位；軸承出口創(chuàng)匯21.5億美元，進(jìn)口用匯21.5億美元，進(jìn)出口基本持平。軸承出口額占銷售總額的20%以上。

2007年，按銷售額計(jì)算，已形成國(guó)有：民營(yíng)：三資=14：66：20的格局。同時(shí)，全行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力有很大提高，為重大裝備和重點(diǎn)主機(jī)的配套率達(dá)到80%左右，高端產(chǎn)品開發(fā)也有重大突破。

全國(guó)軸承行業(yè)企業(yè)歷年銷售額和軸承鋼消耗量單位：噸

年份		2003年	2004年	2005年	2006年	2007年	備注
主營(yíng)銷售額	銷售額（億元）	320	446	520	620	760
主營(yíng)銷售額	同比增長(zhǎng)		39.40%	16.60%	19.20%	22.60%
軸承鋼消耗量	消耗量（萬(wàn)噸）	133.4	158	182.9	192.4	220.2
軸承鋼消耗量	同比增長(zhǎng)		18.40%	15.80%	5.20%	14.40%

　

各特鋼廠軸承鋼年產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表單位：噸

年份/鋼廠	2003年	2004年	2005年	2006年	2007年
本特	18337	30054	59197	23689	32696
錫鋼	198836	210617	217279	251510	303938
東特	287452	442169	513753	412160	368172
萊鋼（特）	18338	12841	41852	14141	14289
首特		3601	1003	203	123
太鋼	345	302	19	0	1577
上五	147114	137347	116618	133781	148035
衡陽(yáng)（管）	70	111	154	170	120
新冶鋼	87601	119757	115556	166834	214549
中原特	4823	4526	3986	1944	670
西寧	44901	37817	38358	47243	78349
齊魯特			24835	25137	24195
巨能			49911	32388	116942
石鋼	3956	27246	39213	140259	267885
長(zhǎng)城	15947	8941	4769	8791	8381
南鋼		14684	51976	63231	95268
重特	16	26	84	73	108
淮鋼		5425	12857	7744	73788
貴陽(yáng)	3983	1923	6791	9976	7989
豫永通	168427	214730	258793	271181	57300
興澄	333992	307926	268663	299324	333810
鄂鋼			3211	13988	20122
石橫					33876
合計(jì)	1334138	1580043	1828878	1923767	2202182

隨著冶煉設(shè)備水平的提高和真空脫氣工藝技術(shù)的應(yīng)用，以及新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，我國(guó)軸承鋼的冶金質(zhì)量上了一個(gè)臺(tái)階，在一些技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)方面已達(dá)到或接近國(guó)外的先進(jìn)水平。如氧含量由原來(lái)電爐鋼的30~40ppm下降到真空脫氣模鑄鋼的9~13ppm和連鑄鋼的6~10ppm，甚至更低。

二、國(guó)產(chǎn)軸承鋼與發(fā)達(dá)國(guó)家軸承鋼的差距、存在的主要問題及產(chǎn)生的原因

（一）軸承生產(chǎn)企業(yè)軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題

洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)執(zhí)行得比較嚴(yán)格、規(guī)范。2004年至2007年間購(gòu)進(jìn)的原材料主要是國(guó)內(nèi)主要特鋼企業(yè)生產(chǎn)的熱軋未退火軸承棒料，規(guī)格在Ф20~Ф190mm，共計(jì)106爐料，其中主要用料規(guī)格集中在Ф20~Ф50mm。按GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)進(jìn)廠原材料進(jìn)行全面復(fù)檢。

洛陽(yáng)軸研科技使用的熱軋未退火軸承鋼棒質(zhì)量

規(guī)格（mm）	檢驗(yàn)爐數(shù)	合格爐數(shù)	不合格爐數(shù)	不合格率	不合格原因
Ф20~Ф50	63	49	14	22.20%	非金屬夾雜物（B、C、D類）超標(biāo)18爐，尤其是C、D類更嚴(yán)重；表面折疊裂紋13爐；碳化物帶狀不合格8爐；液析不合格5爐；低倍組織和顯微空隙不合格3爐。注：一爐中常存在多項(xiàng)不合格
＞Ф50~Ф80	24	13	11	45.80%
＞Ф80	18	8	10	55.60%

對(duì)洛陽(yáng)某滾子廠使用的冷拉退火材調(diào)研，并對(duì)其2006~2007年間所用材料，按GB/T18579-2001復(fù)檢的質(zhì)量狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

某滾子廠使用的冷拉退火軸承鋼絲質(zhì)量

年份	規(guī)格（mm）	檢驗(yàn)爐數(shù)	合格爐數(shù)	不合格爐數(shù)	不合格率	不合格原因
2006年	Ф5~Ф6（以模鑄料為主）	241	180	61	25%	第一為表面劃傷太深和表面裂紋；第二為表面脫碳超標(biāo)；第三是球化組織超標(biāo)。
2007年	Ф5~Ф6（模鑄料+連鑄料）	300	191	109	36%	第一為表面劃傷太深和表面裂紋；第二為表面脫碳超標(biāo)；第三是球化組織超標(biāo)。

由前述兩表可以看出，表面質(zhì)量不好表現(xiàn)在表面裂紋和表面劃傷太深（對(duì)鋼絲而言），內(nèi)在質(zhì)量不好表現(xiàn)在非金屬夾雜物（B、C、D類）超標(biāo)，碳化物帶狀和液析超標(biāo)，低倍組織和顯微空隙不合格。

對(duì)其他軸承生產(chǎn)企業(yè)軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)的主要問題是：（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。

（2）鋼材低倍缺陷：縮孔（管）殘余；翻皮；疏松；氣泡；偏析；白點(diǎn)；顯微孔隙；內(nèi)裂。

（3）非金屬夾雜物：點(diǎn)狀?yuàn)A雜物；塑性硅酸鹽夾雜物。

（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。

這些缺陷都嚴(yán)重影響軸承的壽命和可靠性。

從對(duì)軸承生產(chǎn)企業(yè)軸承鋼進(jìn)廠檢驗(yàn)和在使用中發(fā)現(xiàn)的問題的調(diào)查研究情況來(lái)看，國(guó)產(chǎn)軸承鋼缺陷出現(xiàn)頻率最高的依次是：材料表面裂紋、縮孔、碳化物液析、碳化物網(wǎng)狀、內(nèi)裂、表面脫碳、碳化物帶狀、退火組織不合格。

（二）國(guó)產(chǎn)軸承鋼與發(fā)達(dá)國(guó)家軸承鋼的差距

1．軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)水平的差距。我國(guó)國(guó)產(chǎn)軸承鋼從標(biāo)準(zhǔn)水平上與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距。

GB/T18254-2002、SKFD33-1標(biāo)準(zhǔn)主要差異對(duì)比

項(xiàng)目	SKF D33-1 B10001 SKF D33-1 B10101	GB/T18254-2002
	代表鋼種SKF3	代表鋼種GCr15、GCr15SiMn等
化學(xué)成分	對(duì)Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb有限制。（實(shí)物Al 0.006-0.0015%、Ti≤0.0016%、［0］≤0.0008%、Ca≤0.0003%	對(duì)Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb無(wú)限制
宏觀夾雜物	必檢項(xiàng)目。≤2.5mm/dm²、單個(gè)夾雜物長(zhǎng)度≤3mm	用戶要求時(shí)，才檢查。不得出現(xiàn)多于一處1.6mm~3.0mm的夾雜物和一處長(zhǎng)度大于3.2mm的夾雜物
微觀夾雜物級(jí)別	A≤2.0/1.5；B≤1.5/0.5；C≤0/0；D≤1.0/0.5；Ds≤1.5	A≤2.5/1.5；B≤2.0/1.0；C≤0.5/0.5；D≤1.0/1.0
微觀夾雜物評(píng)級(jí)方法	氮化鈦及碳氮化鈦評(píng)級(jí)	氮化鈦及碳氮化鈦不評(píng)級(jí)
網(wǎng)狀	熱軋材要求檢驗(yàn)網(wǎng)狀	熱軋材不要求檢驗(yàn)網(wǎng)狀
脫碳	≤0.8%D	≤1~2%D
表面缺陷檢查	無(wú)損探傷檢查，保證表面缺陷深度≤0.3mm	目視檢查，保證無(wú)肉眼可見缺陷
直徑允許公差	≤0.75~1%D	≤1~2%D
彎曲度	≤0.2%×棒材長(zhǎng)度	≤0.4%×棒材長(zhǎng)度
不圓度	≤65%直徑公美	≤（50~75）%直徑公美
退火材料出廠硬度	170~210HBS（實(shí)物190-202HBW）	179~207HBW

　

與SKF D33-1標(biāo)準(zhǔn)相比，差距在GB/T18254-2002對(duì)有害元素含量未做限制，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、尺寸允許公差、彎曲度、不圓度等均控制較松。

2．國(guó)產(chǎn)軸承鋼和發(fā)達(dá)國(guó)家軸承鋼實(shí)物質(zhì)量對(duì)比檢驗(yàn)結(jié)果。抽取國(guó)產(chǎn)軸承鋼、日本山陽(yáng)鋼廠生產(chǎn)的軸承鋼、按SKF D33標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的軸承鋼三種棒料，進(jìn)行化學(xué)成分、低倍組織和碳化物、非金屬夾雜物、碳化物顆粒尺寸及分布狀態(tài)等方面的對(duì)比分析。

（1）化學(xué)成分。三種鋼材化學(xué)成分均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）低倍組織和碳化物。SKF3鋼材無(wú)疏松、辨析和液析。日本鋼材中心疏松與國(guó)產(chǎn)鋼材類似，但不存在碳化物液析。國(guó)產(chǎn)鋼材存在對(duì)軸承壽命和可靠性有較大影響的碳化物液析。SKF3鋼材和日本鋼材碳化物帶狀好于國(guó)產(chǎn)鋼材。

（3）非金屬夾雜。國(guó)產(chǎn)鋼材D類（點(diǎn)狀不變形）夾雜物數(shù)量多，顆粒尺寸大。SKF3、日本鋼材沒有發(fā)現(xiàn)粗系D類夾雜物，國(guó)產(chǎn)鋼材中則大量出現(xiàn)，而且細(xì)系地安裝夾雜大于1.0級(jí)，超過標(biāo)準(zhǔn)。D類夾雜，尤其是D類大顆粒夾雜對(duì)軸承壽命和可靠性影響顯著。

（4）碳化物顆粒尺寸及分布狀態(tài)。國(guó)產(chǎn)鋼材中碳化物平均直徑及最大直徑均為最大，分別為1.25μm和10.70μm，而且大顆粒碳化物所占的比例為國(guó)外鋼材的3倍左右。碳化物顆粒尺寸及分布狀態(tài)也是影響軸承壽命和可靠性的主要因素之一。

3．用進(jìn)口鋼材是和國(guó)產(chǎn)鋼材用相同工藝制造的近似型號(hào)的軸承疲勞壽命對(duì)比試驗(yàn)。抽取某公司用進(jìn)口GCr15軸承鋼制造的6308-2RZ軸承50套與用國(guó)產(chǎn)GCr15軸承鋼用相同工藝制造的6307軸承50套，在相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行壽命試驗(yàn)對(duì)比，壽命試驗(yàn)比值，用進(jìn)口鋼材制造的6308-2RZ軸承是用國(guó)產(chǎn)鋼材制造的6307軸承的3倍。

（三）我國(guó)軸承鋼存在的問題和差距的原因

1．管理上存在諸多問題。我國(guó)軸承行業(yè)每年使用的200多萬(wàn)噸軸承鋼是由20多家特鋼企業(yè)生產(chǎn)的。這些企業(yè)在技術(shù)水平、工藝裝備水平和質(zhì)量保證能力等方面良莠不齊。由于沒有嚴(yán)格的生產(chǎn)準(zhǔn)入制度，有些生產(chǎn)企業(yè)根本不具備生產(chǎn)軸承鋼的能力。

長(zhǎng)期的賣場(chǎng)市場(chǎng)，使軸承鋼質(zhì)量缺乏第二方、第三方監(jiān)督。絕大多數(shù)軸承生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)軸承鋼材沒有對(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)量保證書為依據(jù)，有少數(shù)特鋼企業(yè)的質(zhì)量保證書存在造假的情況。有的軸承生產(chǎn)企業(yè)反映，有一家特鋼廠的鋼材，幾個(gè)爐號(hào)的質(zhì)量保證書上都有標(biāo)明氧含量在15ppm以下，但這家軸承生產(chǎn)企業(yè)將這幾個(gè)爐號(hào)的鋼材的試樣送到鋼鐵研究總院化驗(yàn)，有的爐號(hào)的鋼材的氧含量高達(dá)35ppm。

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)沒有回爐重?zé)掃^1噸，全都降價(jià)賣給其他軸承生產(chǎn)企業(yè)。”

2．工藝技術(shù)和工藝裝備落后。在工藝技術(shù)和裝備上與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的主要差距體現(xiàn)在：（1）冶煉裝備容量小，電爐變壓器功率小，熔煉時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，電耗高，工藝還未最佳化。加熱、成分微調(diào)等功能尚未應(yīng)用，微區(qū)成分偏析較大。

（2）連鑄錠的尺寸小，軋制比不夠。

（3）有的廠軋機(jī)為老式的橫列式軋機(jī)，剛度不夠，不能實(shí)現(xiàn)控軋和控冷，尺寸精度低，網(wǎng)狀難于控制。

（4）多數(shù)廠家無(wú)連續(xù)軋機(jī)，大鋼錠成小材時(shí)，加熱次數(shù)多，消耗高，成材率低，表面脫碳嚴(yán)重。

（5）鋼坯檢測(cè)和清理未能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或半自動(dòng)化，表面裂紋等缺陷經(jīng)常漏檢并留在鋼材上。

（6）大多數(shù)企業(yè)沒有鋼錠高溫?cái)U(kuò)散設(shè)備，無(wú)法對(duì)碳化物的不均勻性實(shí)施進(jìn)一步改善。

3．連鑄生產(chǎn)存在問題。發(fā)達(dá)國(guó)家早已使用連鑄法生產(chǎn)軸承鋼。我國(guó)真正開始采用連鑄法生產(chǎn)軸承鋼是2002年以后。由于生產(chǎn)廠家較多，難免技術(shù)水平參差不齊，各廠的連鑄錠大小不一，致使以連鑄法生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量相差很大。質(zhì)量差的生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的鋼材缺陷主要表現(xiàn)在低倍組織和中心部位的碳化物不均勻性方面，即鋼材的致密度較差，往往導(dǎo)致低倍組織（指一般疏松、中心疏松和偏析）不合格。又因連鑄鋼與模鑄鋼結(jié)晶狀況不同，連鑄鋼易生產(chǎn)中心碳偏析，加之高溫?cái)U(kuò)散退火的裝備或工藝跟不上，常常導(dǎo)致鋼材中心部位的碳化物不均勻性（碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀和碳化物液析）嚴(yán)重超標(biāo)，給軸承廠家生產(chǎn)的軸承質(zhì)量造成很大的潛在危害。

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