把好質(zhì)量控制“N道關(guān)” 國產(chǎn)高端軸承鋼是這樣煉成的

三伏天，江陰市，長江邊，出廠的軸承鋼從碼頭上船，先到上海的港口，然后坐海輪去歐洲。它們通常從意大利威尼斯或拉斯佩齊亞港口被卸下，再輾轉(zhuǎn)到法國的軸承加工廠;有時也會去到比利時安特衛(wèi)普港，再被運到德國的軸承制造廠。目前，全球頂級軸承制造商都在選用中國這家特鋼企業(yè)——中信泰富特鋼集團旗下江陰興澄特鋼生產(chǎn)的軸承鋼。

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼，被稱為“鋼中之王”。它用于制造機械設(shè)備中最核心零部件，服役條件惡劣，除了要承受長時間的高速運轉(zhuǎn)和各種擠壓應(yīng)力外，還要耐摩擦、耐超高溫等。這就要求軸承鋼具有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。好的軸承離不開好的軸承鋼，軸承制造和軸承鋼的生產(chǎn)能力及質(zhì)量，直接影響一個國家制造業(yè)和工業(yè)化發(fā)展水平。

我國已成為軸承鋼生產(chǎn)大國。特鋼協(xié)36家企業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年我國主要優(yōu)特鋼企業(yè)軸承鋼的粗鋼產(chǎn)量為301.46萬噸，興澄特鋼、新冶鋼和本鋼特鋼分別位居軸承鋼產(chǎn)量前三位，占國內(nèi)軸承鋼總產(chǎn)量的51%。興澄特鋼總工程師許曉紅告訴科技日報記者，中國不僅造得出高端軸承鋼，而且早就在國際市場闖出了名堂。“我們?nèi)ツ晟a(chǎn)軸承鋼96.5萬噸，有63萬噸都供應(yīng)給瑞典SKF、德國SCHAEFFLER、日本NSK、NTN等世界知名軸承企業(yè)。”他說，興澄特鋼的軸承鋼已連續(xù)8年位列世界軸承鋼產(chǎn)銷量第一。

把好質(zhì)量控制“N道關(guān)”

軸承鋼是鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴的鋼種之一。“對化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都非常高。”興澄特鋼研究院黃鎮(zhèn)介紹，評價軸承鋼質(zhì)量的關(guān)鍵指標是材料的純凈度和均勻性，純凈度影響軸承的疲勞壽命，均勻性影響軸承熱處理后的變形、組織均勻性。

氧含量越低，氧化物夾雜越少，純凈度越高，軸承鋼的疲勞壽命就越長，因此要降低鋼中的氧含量;有害元素在鋼中形成多棱角的夾雜物，容易引起局部應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，因此要嚴格控制有害元素產(chǎn)生的夾雜物。目前，興澄軸承鋼氧含量控制在≤5ppm的世界先進水平，掌握了內(nèi)在質(zhì)量控制的核心技術(shù)。“質(zhì)量是過程控制生產(chǎn)出來的，并不是檢驗挑選出來的。”興澄特鋼一直保持這樣的理念，在生產(chǎn)過程控制上做足了工夫。

在澆注過程中，興澄使用獨特的中間包感應(yīng)加熱系統(tǒng)。“中間包內(nèi)鋼液低溫澆注且波動小，這樣就大大避免了鋼中各組成元素在結(jié)晶時分布不均勻。我們掌握了這種軸承鋼澆注的核心技術(shù)。”黃鎮(zhèn)說。

到軋鋼階段，使用表面火焰清理，可將鋼坯表面進行清理，就像刨黃瓜一樣把鋼坯表面清理干凈。這種將缺陷清除、確保鋼材表面質(zhì)量的核心技術(shù)，也在興澄的掌握之中。

瞄準國際市場“打天下”

“我們擁有先進裝備，更具有世界領(lǐng)先的冶金理念和方法。”許曉紅說，從20年前被興澄派到歐洲學(xué)習(xí)煉鋼技術(shù)開始，他的眼光就聚焦到國際層面，這些年來一直在和世界一流的同行“較勁”。

他拿出長期跟蹤的興澄軸承鋼疲勞壽命與同行之間比較的圖表，記者看到，2009年興澄軸承鋼的疲勞壽命與日本代表鋼廠處于同等水平;現(xiàn)在興澄的水平已超過日本的企業(yè)。他說，日本用戶也做了類似的跟蹤評價，結(jié)論也是興澄高端軸承鋼的水平超過了日本鋼廠。

“我們與德國用戶合作開發(fā)純凈軸承鋼，在2016年為其提供了樣品，經(jīng)過兩年的檢測及疲勞壽命測試，興澄連鑄軸承鋼的疲勞壽命達到1150小時，是歐洲軸承鋼的2.5倍。”許曉紅認為，對于軸承，材料檢測僅是一方面，軸承疲勞測試才是關(guān)鍵。興澄特別重視與國際上的行業(yè)領(lǐng)頭羊進行研發(fā)合作，通過不斷提升疲勞壽命，開發(fā)高端領(lǐng)域用途的軸承鋼。

英國劍橋大學(xué)、鋼鐵研究總院、北京科技大學(xué)、洛陽軸承研究所等國內(nèi)外知名科研院所都是興澄的合作伙伴。許曉紅表示，愿意與更多科研院所合作，利用興澄現(xiàn)有的市場影響力，加速科研成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。(記者 楊 雪)