摘　要：介紹了2001 年我國高碳鉻軸承鋼的產(chǎn)量及品種結(jié)構(gòu),評述了我國軸承鋼生產(chǎn)工藝裝備,質(zhì)量狀況和發(fā)展方向。

1 　軸承鋼生產(chǎn)工藝裝備近20年里,軸承鋼生產(chǎn)工藝的現(xiàn)代化水平有了大幅度提高,電弧爐單爐容量已從20年前的10～20t擴(kuò)大到50～100t ,偏心爐底留鋼留渣操作和LF2VD精煉工藝與連鑄配合,軸承鋼氧含量已由傳統(tǒng)電弧爐大氣下熔煉的(30～40)×10^-6 降到10×10^-6左右。各特鋼廠連軋機(jī)組的相繼投產(chǎn),輥底式連續(xù)退火爐的應(yīng)用,使軸承鋼的純凈度、軋材的尺寸精度、球化退火組織都已達(dá)到或接近國際先進(jìn)實物水平。

2 　軸承鋼產(chǎn)量及品種結(jié)構(gòu)2000年我國生產(chǎn)軸承鋼82萬t ,鋼材近70萬t ,2001年生產(chǎn)軸承鋼108萬t ,鋼材9314萬t ,完全能滿足國內(nèi)軸承生產(chǎn)企業(yè)的需要,且呈供過于求的狀態(tài)。

3 　我國軸承鋼質(zhì)量狀況軸承鋼質(zhì)量的高低,一般從3個方面衡量,一是純凈度,即鋼中夾雜物的含量;二是碳化物不均勻性;三是鋼材的表面質(zhì)量,包括尺寸精度,表面裂紋及脫碳。3. 1 　軸承鋼的純凈度我國軸承鋼主要生產(chǎn)企業(yè),近年多已相繼建成投產(chǎn)超高功率電弧爐,采用先進(jìn)的偏心爐底出鋼技術(shù),進(jìn)行二次精煉,使鋼中氧含量降到10×10^-6左右,個別最低氧含量可降到(4～5)×10^-6 。二次精煉比也達(dá)到100 %。因此,鋼中夾雜物的數(shù)量得到很好的控制。同時,優(yōu)選精煉渣系,精確地控制精煉渣的化學(xué)成分,非金屬夾雜物的形態(tài)得到有效地控制,氧化物夾雜中基本不出現(xiàn)球狀夾雜物。3. 2 　軸承鋼的碳化物國外對于改善軸承鋼的碳化物不均勻性從兩方面著手,一是減小鋼錠或鋼坯的偏析,嚴(yán)格控制澆鑄溫度將過熱度控制在10～15℃;二是加強(qiáng)鋼錠或鑄坯的高溫均熱擴(kuò)散。我國早在20 世紀(jì)60 年代到70 年代就已經(jīng)掌握了對鋼錠或鋼坯進(jìn)行高溫均熱擴(kuò)散,以消除碳化物液析,改善碳化物帶狀;低終軋溫度或鋼材正火處理改善網(wǎng)狀碳化物,以消除大塊碳化物等工藝技術(shù)。近年又成功地研究了<55mm 棒材軋后快冷工藝及快速球化退火工藝,球化退火時間大大縮短,珠光體組織達(dá)到2.0～3.0 級的碳化物顆粒尺寸平均為0.5～0.6μm。但由于不少廠家對鋼錠不進(jìn)行充分的高溫均熱擴(kuò)散,同時為提高成材率,又紛紛減小冒口容積,軋后快冷工藝得不到推廣和正常應(yīng)用,加上原來行之有效的低溫終軋、正火處理等工藝,也在產(chǎn)量、能耗等指標(biāo)的壓力下被廢棄了。因此,實際上國內(nèi)軸承鋼碳化物的均勻程度要低于國外先進(jìn)水平。3. 3 　鋼材的尺寸精度及表面質(zhì)量我國軸承鋼的內(nèi)在質(zhì)量近年有了很大的提高,個別廠家已達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平,但鋼材的尺寸精度及表面質(zhì)量仍普遍存在著較大的差距。就尺寸公差而言,瑞典SKFD33小型材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸公差為±0.2mm ,彎曲度≤1 mm/m ,表面脫碳的徑向深度不得超過直徑的1%,我國一般尺寸公差為±(0.35～0.40)mm ,彎曲度為4～6mm/m ,表面脫碳為0.2mm。但是在已建成棒、線材連軋機(jī)組的上五、興澄、大連等廠家鋼材的尺寸精度則要好得多。關(guān)于軸承鋼材的表面質(zhì)量,反映最為強(qiáng)烈的是裂紋和脫碳,尤其是用于滾子料的冷拔材。由于廠家各生產(chǎn)工序工作質(zhì)量的降低,直接導(dǎo)致鋼材表面質(zhì)量的下降,如澆鑄速度控制不當(dāng),帶來鋼錠表面質(zhì)量下降,鋼坯裂紋增多;開坯軋制翻鋼道次減少,帶來鋼坯方向性裂紋增多。鋼坯修磨不認(rèn)真(或修磨能力不夠) 帶來鋼材表面裂紋增多,特別是冷拔坯料未經(jīng)認(rèn)真地扒皮或修磨,致使?jié)L子料裂紋越來越嚴(yán)重。脫碳除了與多次加熱開坯的生產(chǎn)工藝有關(guān)外,與裂紋也有聯(lián)系,改善了裂紋,脫碳也會得到相應(yīng)的改善。

4 　軸承鋼發(fā)展方向4. 1 　開發(fā)新品種提高產(chǎn)品質(zhì)量,開發(fā)研制節(jié)能、節(jié)資源、適應(yīng)市場需求的品種。如:(1) GCr4,供鐵路機(jī)客車輛的節(jié)能、節(jié)資源、抗沖擊的低淬透性軸承鋼。該鋼種與GCr15、GCr15SiMn 相比明顯地降低了Cr 、Mn、Si 、Mo 等提高淬透性元素的含量,只用廉價的碳和低含量鉻元素,并用不同于傳統(tǒng)的全淬透熱處理的整體感應(yīng)加熱—表面淬火處理方法,使材料表層既具有全淬硬高碳鉻軸承鋼的高硬度、高耐磨性的優(yōu)點,其心部又獲得了滲碳軸承鋼心部所具有的高韌性、抗沖擊的特點,是一種具有全淬硬高碳鉻軸承鋼和滲碳軸承鋼兩者特性合一的軸承材料。(2) GCr18Mo—新型高淬透性軸承鋼, 與GCr15、GCr15SiMn相比,明顯地提高了鉻元素的含量,同時添加了適量的鉬元素,采用下貝氏體等溫淬火處理工藝,使該鋼種具有下貝氏體組織和較低的殘余奧氏體含量。與處理成貝氏體組織的GCr15相比,該鋼種具有更高的沖擊韌性、斷裂韌性和軸承中值壽命,能更好地保證鐵路軸承使用壽命的可靠性和穩(wěn)定性。(3) 碳素軸承鋼,國外新觀點認(rèn)為,軸承鋼中的合金元素主要是提高淬透性,而真空脫氣技術(shù)發(fā)展到今天,碳素鋼的純潔度同樣也可以大大提高。對于壁厚不大的軸承采用真空脫氣的高碳鋼,其壽命完全能滿足要求。例如:美國用碳含量0.7%左右的碳素鋼(1070鋼) 制造轎車軸承,日本用碳含量0.53%左右的碳素鋼(S53C鋼) 作汽車等速萬向節(jié)軸承等。4. 2 　調(diào)整品種結(jié)構(gòu),提高材料利用率至2001 年我國軸承鋼材已達(dá)93.4萬t ,但品種結(jié)構(gòu)仍無大的改善,2001年我國軸承鋼材中棒材占82.98% ,線材占7.23% ,管材0.05% ,板帶材占0.129% ,結(jié)構(gòu)仍不盡合理,材料利用率很低,因此,調(diào)整品種結(jié)構(gòu),增加線、管、板帶材的比重,以提高材料利用率是軸承鋼生產(chǎn)制造業(yè)今后應(yīng)不懈努力的方向。4. 3 　優(yōu)化工藝技術(shù)裝備和生產(chǎn)流程今后特鋼企業(yè)在改造和發(fā)展中要從實際出發(fā),選用先進(jìn)實用的工藝技術(shù)裝備。實現(xiàn)工藝流程向連續(xù)化發(fā)展,按1臺超高功率直流或交流電弧爐,1臺多功能精煉爐,1臺連鑄機(jī),1臺連軋機(jī)四位一體組合優(yōu)化工藝配置。由先進(jìn)的工藝技術(shù)裝備,生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,以滿足國內(nèi)外市場的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 　結(jié)論(1) 我國軸承鋼材(主要是高碳鉻軸承鋼)2001年達(dá)93.4萬t ,躋身于世界軸承鋼生產(chǎn)大國的行列,在數(shù)量上已完全滿足國內(nèi)的需求,且呈供過于求,產(chǎn)能閑置的局面。(2) 我國軸承鋼材產(chǎn)量雖發(fā)展較快,但品種結(jié)構(gòu)卻沒什么變化,材料利用率一直很低,今后應(yīng)加強(qiáng)管、線材生產(chǎn),以提高材料的利用率。(3) 隨著各特鋼企業(yè)技術(shù)裝備改造的完成,應(yīng)加強(qiáng)高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。增強(qiáng)產(chǎn)品的國際競爭力。

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