我國軸承鋼供需現狀、存在問題及質量提高途徑（上）

一、我國軸承行業發展和軸承鋼供需情況

我國軸承行業已形成了較大的產生規模，成為獨立完整的工業體系。2007年全行業生產各類軸承90億套，實現銷售收入760億元。軸承產量和銷售收入居世界第三位；軸承出口創匯21.5億美元，進口用匯21.5億美元，進出口基本持平。軸承出口額占銷售總額的20%以上。

2007年，按銷售額計算，已形成國有：民營：三資=14：66：20的格局。同時，全行業的產品開發能力有很大提高，為重大裝備和重點主機的配套率達到80%左右，高端產品開發也有重大突破。

全國軸承行業企業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
主營銷售額	銷售額（億元）	320	446	520	620	760
主營銷售額	同比增長		39.40%	16.60%	19.20%	22.60%
軸承鋼消耗量	消耗量（萬噸）	133.4	158	182.9	192.4	220.2
軸承鋼消耗量	同比增長		18.40%	15.80%	5.20%	14.40%

各特鋼廠軸承鋼年產量統計表單位：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（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	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	1334138	1580043	1828878	1923767	2202182

隨著冶煉設備水平的提高和真空脫氣工藝技術的應用，以及新國家標準的實施，我國軸承鋼的冶金質量上了一個臺階，在一些技術和質量指標方面已達到或接近國外的先進水平。如氧含量由原來電爐鋼的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、國產軸承鋼與發達國家軸承鋼的差距、存在的主要問題及產生的原因

（一）軸承生產企業軸承鋼進廠檢驗中發現的問題

洛陽軸研科技股份有限公司軸承鋼進廠檢驗執行得比較嚴格、規范。2004年至2007年間購進的原材料主要是國內主要特鋼企業生產的熱軋未退火軸承棒料，規格在Ф20~Ф190mm，共計106爐料，其中主要用料規格集中在Ф20~Ф50mm。按GB/T18254-2002標準，對進廠原材料進行全面復檢。

洛陽軸研科技使用的熱軋未退火軸承鋼棒質量

規格（mm）	檢驗爐數	合格爐數	不合格爐數	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18爐，尤其是C、D類更嚴重；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：一爐中常存在多項不合格
＞Ф50~Ф80	24	13	11	45.80%
＞Ф80	18	8	10	55.60%

對洛陽某滾子廠使用的冷拉退火材調研，并對其2006~2007年間所用材料，按GB/T18579-2001復檢的質量狀況進行了統計分析。

某滾子廠使用的冷拉退火軸承鋼絲質量

年份	規格（mm）	檢驗爐數	合格爐數	不合格爐數	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；第三是球化組織超標。
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；第三是球化組織超標。

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

對其他軸承生產企業軸承鋼進廠檢驗情況進行調研，發現的主要問題是：（1）鋼材表面缺陷：材料裂紋；折疊裂紋；麻點（坑）；夾渣；異金屬夾雜；表面脫碳；發紋。

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

（3）非金屬夾雜物：點狀夾雜物；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；碳化物網狀；退火組織不均勻。

這些缺陷都嚴重影響軸承的壽命和可靠性。

從對軸承生產企業軸承鋼進廠檢驗和在使用中發現的問題的調查研究情況來看，國產軸承鋼缺陷出現頻率最高的依次是：材料表面裂紋、縮孔、碳化物液析、碳化物網狀、內裂、表面脫碳、碳化物帶狀、退火組織不合格。

（二）國產軸承鋼與發達國家軸承鋼的差距

1．軸承鋼標準水平的差距。我國國產軸承鋼從標準水平上與發達國家有較大差距。

GB/T18254-2002、SKFD33-1標準主要差異對比

項目	SKF D33-1 B10001 SKF D33-1 B10101	GB/T18254-2002
	代表鋼種SKF3	代表鋼種GCr15、GCr15SiMn等
化學成分	對Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb有限制。（實物Al 0.006-0.0015%、Ti≤0.0016%、［0］≤0.0008%、Ca≤0.0003%	對Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb無限制
宏觀夾雜物	必檢項目。≤2.5mm/dm²、單個夾雜物長度≤3mm	用戶要求時，才檢查。不得出現多于一處1.6mm~3.0mm的夾雜物和一處長度大于3.2mm的夾雜物
微觀夾雜物級別	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
微觀夾雜物評級方法	氮化鈦及碳氮化鈦評級	氮化鈦及碳氮化鈦不評級
網狀	熱軋材要求檢驗網狀	熱軋材不要求檢驗網狀
脫碳	≤0.8%D	≤1~2%D
表面缺陷檢查	無損探傷檢查，保證表面缺陷深度≤0.3mm	目視檢查，保證無肉眼可見缺陷
直徑允許公差	≤0.75~1%D	≤1~2%D
彎曲度	≤0.2%×棒材長度	≤0.4%×棒材長度
不圓度	≤65%直徑公美	≤（50~75）%直徑公美
退火材料出廠硬度	170~210HBS（實物190-202HBW）	179~207HBW

與SKF D33-1標準相比，差距在GB/T18254-2002對有害元素含量未做限制，宏觀夾雜物未列為必檢項目，微觀夾雜物氮化鈦及碳氮化鈦不評級，熱軋鋼不要求檢查網狀，表面缺陷不用無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．國產軸承鋼和發達國家軸承鋼實物質量對比檢驗結果。抽取國產軸承鋼、日本山陽鋼廠生產的軸承鋼、按SKF D33標準生產的軸承鋼三種棒料，進行化學成分、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等方面的對比分析。

（1）化學成分。三種鋼材化學成分均符合相關標準。

（2）低倍組織和碳化物。SKF3鋼材無疏松、辨析和液析。日本鋼材中心疏松與國產鋼材類似，但不存在碳化物液析。國產鋼材存在對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產鋼材。

（3）非金屬夾雜。國產鋼材D類（點狀不變形）夾雜物數量多，顆粒尺寸大。SKF3、日本鋼材沒有發現粗系D類夾雜物，國產鋼材中則大量出現，而且細系地安裝夾雜大于1.0級，超過標準。D類夾雜，尤其是D類大顆粒夾雜對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。國產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外鋼材的3倍左右。碳化物顆粒尺寸及分布狀態也是影響軸承壽命和可靠性的主要因素之一。

3．用進口鋼材是和國產鋼材用相同工藝制造的近似型號的軸承疲勞壽命對比試驗。抽取某公司用進口GCr15軸承鋼制造的6308-2RZ軸承50套與用國產GCr15軸承鋼用相同工藝制造的6307軸承50套，在相同的試驗條件下進行壽命試驗對比，壽命試驗比值，用進口鋼材制造的6308-2RZ軸承是用國產鋼材制造的6307軸承的3倍。

（三）我國軸承鋼存在的問題和差距的原因

1．管理上存在諸多問題。我國軸承行業每年使用的200多萬噸軸承鋼是由20多家特鋼企業生產的。這些企業在技術水平、工藝裝備水平和質量保證能力等方面良莠不齊。由于沒有嚴格的生產準入制度，有些生產企業根本不具備生產軸承鋼的能力。

長期的賣場市場，使軸承鋼質量缺乏第二方、第三方監督。絕大多數軸承生產企業采購軸承鋼材沒有對供貨廠家進行質量保證能力調查和認可。絕大多數中小軸承企業沒有軸承鋼進廠檢驗的能力，僅以特鋼企業質量保證書為依據，有少數特鋼企業的質量保證書存在造假的情況。有的軸承生產企業反映，有一家特鋼廠的鋼材，幾個爐號的質量保證書上都有標明氧含量在15ppm以下，但這家軸承生產企業將這幾個爐號的鋼材的試樣送到鋼鐵研究總院化驗，有的爐號的鋼材的氧含量高達35ppm。

一些大型企業進廠檢驗不合格而退貨的鋼材，最后都流到沒有鋼材進廠檢驗手段的中小軸承生產企業。一家特鋼企業的負責人披露：“軸承行業退貨的不合格軸承鋼材，特鋼企業沒有回爐重煉過1噸，全都降價賣給其他軸承生產企業。”

2．工藝技術和工藝裝備落后。在工藝技術和裝備上與國外先進企業的主要差距體現在：（1）冶煉裝備容量小，電爐變壓器功率小，熔煉時間長，生產效率低，電耗高，工藝還未最佳化。加熱、成分微調等功能尚未應用，微區成分偏析較大。

（2）連鑄錠的尺寸小，軋制比不夠。

（3）有的廠軋機為老式的橫列式軋機，剛度不夠，不能實現控軋和控冷，尺寸精度低，網狀難于控制。

（4）多數廠家無連續軋機，大鋼錠成小材時，加熱次數多，消耗高，成材率低，表面脫碳嚴重。

（5）鋼坯檢測和清理未能實現機械化或半自動化，表面裂紋等缺陷經常漏檢并留在鋼材上。

（6）大多數企業沒有鋼錠高溫擴散設備，無法對碳化物的不均勻性實施進一步改善。

3．連鑄生產存在問題。發達國家早已使用連鑄法生產軸承鋼。我國真正開始采用連鑄法生產軸承鋼是2002年以后。由于生產廠家較多，難免技術水平參差不齊，各廠的連鑄錠大小不一，致使以連鑄法生產的軸承鋼質量相差很大。質量差的生產廠家所生產的鋼材缺陷主要表現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晶狀況不同，連鑄鋼易生產中心碳偏析，加之高溫擴散退火的裝備或工藝跟不上，常常導致鋼材中心部位的碳化物不均勻性（碳化物帶狀、碳化物網狀和碳化物液析）嚴重超標，給軸承廠家生產的軸承質量造成很大的潛在危害。

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