1　高端軸承鋼現狀

軸承是國家重大技術裝備的關鍵零部件。近30年來，我國通過引進、消化和吸收，實現了大部分高端裝備的國產化，但高端裝備用高可靠性、長壽命軸承的國產化尚未完全解決。目前，國產關鍵軸承與日本、歐美等先進國家同類產品相比，在使用壽命、可靠性與承載能力等使用條件方面存在較大差距，特別是高速鐵路軸承、高端冶金軋機軸承、風電裝備及其他工業領域用的關鍵軸承，成為制約中國裝備制造業發展的一大瓶頸。尤其在高速鐵路行業上，目前，高速鐵路配套軸承市場仍被國外軸承制造企業壟斷，嚴重制約了國內高速鐵路產業的快速發展，亟待實現國產化。

軸承質量除了受軸承結構設計、制造精度的影響外，軸承用鋼更是關鍵，其對軸承產品的質量、使用壽命和可靠性能具有至關重要的作用。就目前國內軸承鋼生產企業而言，僅有幾家企業的軸承鋼質量得到世界知名軸承制造公司的認證，或者允許這些企業向其在中國運營的軸承制造廠供應軸承鋼從而制成軸承零件。國內不少軸承鋼生產企業的產品附加值較低，結果導致目前國內軸承鋼市場的現狀是附加值低的產品供大于求，而高端軸承鋼又依賴進口。

2　興澄特鋼高端軸承鋼的研發進展

從手工業聯社走出來的江陰興澄特種鋼鐵有限公司（以下簡稱：興澄特鋼），經過幾十年艱苦卓絕的發展，目前，該公司的軸承鋼產品不僅供給人本、萬向、洛軸、瓦軸等國內大型軸承公司，而且主要供給斯凱孚（SKF）、舍弗勒（Schaeffler）、NSK、NTN、JTEKT、SNR等幾乎所有的跨國軸承集團，是國內外知名軸承制造公司的主要供應商之一，并獲得了SKF、Schaeffler等多家公司授予的“Z佳供應商”、“Z佳質量獎”稱號。除供應國內市場外，軸承鋼產品還出口到德國、法國、日本、美國等18個國家和地區，高端軸承鋼直接或間接出口量超過總銷量的50%。2019年興澄特鋼軸承鋼年銷售總量超80萬噸，連續十年全球，提升了中國軸承鋼的美譽度。

近年來，針對高端軸承鋼產品，特別是應用于使用條件苛刻的重載、高速軸承領域，包括風力發電的主軸軸承和增速器軸承、冶金軋機軸承、軌道交通用軸承、精密儀器軸承、盾構機軸承等，興澄特鋼加大研發投入，從事超純凈和高穩定性軸承鋼的冶金質量與接觸疲勞壽命關系的基礎研究，進行改善軸承鋼純凈度和均勻性的多項研究并應用于實際生產實踐中，軸承鋼產品質量進一步提升，高端軸承鋼應用領域不斷實現突破。期間共取得專利20余項，其中授權發明專利7項，核心專利5項，起草多項國家及行業的軸承鋼標準，獲得冶金科學技術一等獎一項，多項研發成果實現了國內、領先，引領世界高端軸承用鋼的發展。下面重點介紹興澄特鋼目前在鐵路、風電軸承滾動體用鋼方面取得的一些研發進展。

2.1 鐵路用軸承鋼的研發進展

由于我國幅員遼闊，鐵路服役條件遠比國外服役環境苛刻、復雜，主要表現為連續運行時間長，運行環境溫度變化大，軸承需承受車輛的車體重量及載重，還需承受運行中車輛搖擺產生的各個方向的力，即除了承受靜態及動態徑向載荷外，還承受非恒定的軸向載荷。因此，制造符合我國貨車及高鐵軸承服役條件的原材料，必須要求高純凈度、均勻性良好的細晶粒軸承鋼，并要求材料的抗疲勞性能好，可以承受強烈的沖擊載荷。目前我國鐵路貨車用軸承鋼，按原標準要求全部采用電渣重熔工藝生產，而高速鐵路用軸承鋼，更是全部采用進口材料，大大增加了生產成本。

興澄特鋼是國內家采用連鑄工藝生產鐵路軸承鋼的特鋼企業。為滿足鐵路軸承鋼高純凈度和高均勻性的要求，興澄特鋼技術人員在產品設計開發過程中敢于創新，與國內外知名科研院所積極合作，形成了超高純凈度軸承鋼與夾雜物控制工藝、高均勻性軸承鋼大斷面鑄坯及其非均溫軋制工藝、高端軸承鋼應用技術等，成功開發出了軌道交通用表面滲碳硬化軸承鋼（套圈用）和超高純高穩定性的全淬透軸承鋼（滾子用）。

2.1.1 興澄特鋼鐵路軸承用鋼實物水平

1）有害元素含量水平。

興澄特鋼鐵路軸承用鋼有害元素平均含量見表1。

表1　有害元素平均含量水平

2）低倍檢驗結果。

興澄特鋼鐵路軸承用鋼低倍質量100%符合檢驗標準要求。

3）大顆粒非金屬夾雜物。

興澄特鋼鐵路軸承用鋼非金屬夾雜物Z新統計檢測數據顯示，100%符合檢驗標準的要求，見圖1。

圖1　大顆粒非金屬夾雜物控制水平

4）對非金屬夾雜物掃描統計。

從圖2可以看出，興澄特鋼鐵路軸承用鋼具有夾雜物總數量少、顆粒小的特點，大部分非金屬夾雜物的尺寸在5μm以下。

圖2　非金屬夾雜物尺寸分布及統計

2.1.2 與進口軸承材料質量比較

興澄特鋼高速動車組用軸承材料的有害元素（P、S、O）和歐洲、日本軸承材料相比都處于較好水平，見表2。

表2 　有害元素含量水平對比

“時鐘的莊嚴，來自齒輪的精準”，興澄特鋼技術人員將這種一絲不茍、精益求精的精神融入產品的生產設計中，從而確保了產品質量。目前，興澄特鋼生產的鐵路用貨車軸承鋼已通過中國鐵路認證中心認證，產品已應用在重載列車貨車軸承上，高速動車軸承已通過疲勞測試，壽命遠高于目前采用電渣重熔工藝生產的國外同類產品。

2.2 大尺寸風電軸承滾動體用鋼的研發

國內大尺寸風電軸承滾動體用鋼的生產工藝一直以模鑄或電渣重熔工藝為主，且產品市場占有率很低，主要依靠進口，被國外軸承鋼生產企業壟斷，已成為我國風力發電事業發展的軟肋。而采用連鑄工藝生產大尺寸風電軸承滾動體用鋼，盡管在成本、交付等方面占據優勢，且具有很強的市場競爭力，但市場對此認可度不高，尚無特鋼企業敢輕易跨出這一步。這一次，興澄特鋼率先應用這一工藝。

為保證連鑄工藝生產的鋼材產品質量達到模鑄及電渣重熔鋼的質量水平，并替代進口鋼材，興澄特鋼在鋼材純凈度、內部組織及碳化物改善等方面進行了一系列的技術攻關。在鋼材純凈度控制方面，利用優質鐵礦生產純凈鐵水，并使用優質廢鋼，為高純凈鋼的生產提供條件；在鋼材內部組織及碳化物控制方面，采用特殊澆注及特殊軋制工藝，確保鋼材偏析及碳化物100%滿足標準要求。

興澄特鋼對連鑄工藝生產的成品鋼材進行檢測顯示，鋼材組織非常均勻，內部未發現任何缺陷。結果表明，連鑄鋼的質量完全符合客戶的標準要求。目前，連鑄工藝生產的鋼材已批量使用在風電軸承滾動體上，并獲得國外知名軸承制造企業的認可，客戶反饋產品質量穩定、可靠，并逐步替代進口鋼材，國內市場占有率穩步提升。

3　未來展望

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。興澄特鋼十年如一日專注研發，打破常規，不斷探索，以創新為驅動，持續進行高端軸承鋼關鍵技術研究，目前，在高端冶金軋機軸承用鋼、高端汽車變速箱軸承用鋼、大型盾構機軸承用鋼、大規格風電主軸用鋼、增速器軸承用鋼等方面都取得了重大進展。

作為特鋼行業的龍頭企業，興澄特鋼對于軸承鋼行業的興盛和發展責無旁貸。未來，興澄特鋼將利用自身優勢繼續突破高端軸承鋼生產瓶頸，與客戶緊密合作，實現高效率、低成本、快交付、優服務的綠色制造產業鏈，為推動我國高端軸承鋼制造行業的發展作出更大貢獻。（陳敏 李鋒 尹青 許曉紅）

（來源：世界金屬導報）