​高端軸承製造（zào）出來到底有多（duō）難？

軸（zhóu）承是機械（xiè）設備中不（bú）可（kě）或缺的核（hé）心零（líng）部件，主要功（gōng）能是支撐機械旋轉體，降低摩擦係數（shù）並保證回轉精度。它是數學物理等理論加上材料（liào）科學、熱處理技術、精密加工和數（shù）控技術等多學科的產物。無論飛機、汽車（chē）、高鐵還是高精（jīng）密（mì）機（jī）床，凡（fán）是旋轉的（de）部分，一般都需要軸（zhóu）承。

當其（qí）他機件在軸上彼此產生相對運動時，用（yòng）來保持軸的中（zhōng）心位置及控製（zhì）該（gāi）運動的機件，稱為軸承（chéng）。它可用於轉軸的互相滾（gǔn）動，使轉（zhuǎn）軸轉動時產生的（de）摩擦力減至最低（dī）。

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早期（qī）的直線（xiàn）運動軸承，是在撬板下放置一排木杆。這個技（jì）術可以追溯到修建卡夫拉金字塔的時（shí）候，雖然（rán）還沒有明確（què）的證據（jù）。現代直線運動軸承使（shǐ）用的是同一種（zhǒng）工作原理，隻（zhī）不過是用滾球代替滾子。

從重載車輪軸和機床主軸到精密鍾（zhōng）表零件，很多場合都需要（yào）旋轉軸承，最簡單的旋轉軸承是軸套軸承。這種設計隨後（hòu）被滾（gǔn）動（dòng）軸承替代，就是用很（hěn）多圓柱形的滾子替代原先的襯（chèn）套。最早投入使用的滾（gǔn）動軸承是鍾（zhōng）表匠約翰·哈裏遜於1760年為製作H3計時器而發明的。

按照（zhào）相對運動的接觸形式軸承分為： 滾珠軸承、滾針軸承、圓錐滾柱軸承、滑動軸承、撓性軸承、空氣軸承、磁懸浮（fú）軸承、寶石軸承和含油軸承等。

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雖然軸承結（jié）構簡單，很多小作坊都能做出來，但軸承具有很高的技術含量，甚至可作為衡量一個國家（jiā）科技、工業實力的重要（yào）標準。當今世界科技工業強國無一例外都（dōu）是軸承研發製造強國。

當前，國產軸承的設計和製造（zào）技術基本上是模仿，產品開發能力低，在（zài）某些核心技術的研發領域（yù）甚至還是空白。雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調（diào）、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承，基本上依靠進口。

國產軸承製造工藝和工藝裝備技術（shù）發展緩慢，車加工數控（kòng）率低（dī），磨加工自動化水平（píng）低，全國僅有200多條自動生產線。對軸承（chéng）壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備，如控製（zhì）氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬（cuì）火（huǒ）等覆蓋率低，許多技術難題攻關未能取得突破。

軸承鋼（gāng）新鋼種的（de）研發，鋼材質量的提高（gāo），潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術（shù）的研（yán）發，尚不能適應軸（zhóu）承產品水（shuǐ）平和質量提高的要求。

以（yǐ）最常見的深溝（gōu）球軸承為例，國外（wài）先進產品的實際壽命一般為計算壽命的8倍以（yǐ）上，最高可達30倍以（yǐ）上，可靠性為98%以上。

而國產軸承的壽命一般為計算壽命的3~5倍，可靠性為96%左右，差（chà）距還是（shì）很顯著的。這對於普通的運動（dòng）機械來說，問（wèn）題不算太大。但是在高端領域就很難接受了，因此（cǐ）國（guó）內航空軸承、高鐵軸承、機器人軸承等基本以進口軸承為主。

03

高鐵、大飛機、重載型武器等（děng）高端（duān）裝備上都有（yǒu）高端軸承的使用需求，而（ér）要滿（mǎn）足高端軸承在精度、性能、壽命和可靠性等方麵（miàn）的要（yào）求，軸（zhóu）承材（cái）料的高質量和可靠性是決定（dìng）性因（yīn）素。

▲維護F110發動機風扇軸承

由於物體的高速（sù）旋（xuán）轉（zhuǎn），軸承的各個（gè）部位要（yào）承受變應力（lì）、高頻的作（zuò）用，一般單位（wèi）麵積壓力（lì）高達每（měi）平方毫米1500到5000N在這些因素的作用下，軸承很容易產生應力疲勞，進而造成疲勞剝落，使（shǐ）得軸承（chéng）失去其作用，與此同時滾動軸承還需（xū）承受離心力、摩擦力、高溫、腐蝕等因素，這也使得要造好軸承，就得用（yòng）好（hǎo）鋼。

在滾動軸承的四大組成部分中，除保持器外，內、外套圈、滾動體（滾珠、滾柱或滾針）都是由軸承鋼組成，而軸承（chéng）鋼素有“鋼中之王”的稱號，是鋼鐵生產中要求最嚴的鋼種。

軸承鋼的質量主要取決（jué）於以下四個因（yīn）素：一是鋼中的夾雜物含量、形態、分布（bù）和大小；二（èr）是（shì）鋼（gāng）中的碳化物含量、形（xíng）態、分（fèn）布和大小；三是鋼中的中心（xīn）疏鬆縮孔和中心偏（piān）析；四是軸承鋼產品性能的一致性。這四個因素可以歸納為純淨度和均勻性指標。

▲高端軸承鋼中均勻細（xì）小的碳化物組織和熱處理後（hòu）均勻分布的細小（xiǎo）碳化物

其中，純淨度要求材料中的夾雜物盡量（liàng）少，純淨（jìng）度的好壞對軸承的疲勞壽命有直接影（yǐng）響；而均勻性則要求材（cái）料中的夾雜物和碳化物顆粒細小、彌散，這會（huì）影響到軸承製造中熱處理（lǐ）後的變（biàn）形（xíng）、組織均勻性等。

我們（men）國家製軸工藝已經接近世界頂尖水平（píng），但材質——也就是高端軸承用鋼幾乎全（quán）部依賴進口（kǒu）。

“PPM”在煉鋼（gāng）中（zhōng）是氧含量的單位，意（yì）指百萬分率或百萬分之（zhī）幾。一般（bān）而言，在鋼鐵行業，8個（gè）PPM的鋼屬於好鋼；5個PPM的鋼屬於頂級鋼，正是高端（duān）軸（zhóu）承所需要（yào）的（de）。

煉鋼過程中加入稀土，就（jiù）能使原（yuán）本優質的鋼變得更加“堅強”。但怎麽加（jiā），這（zhè）是世界軸（zhóu）承（chéng）巨頭們的（de）核心秘（mì）密。