​高端軸（zhóu）承製造出來到底有（yǒu）多難？

軸承是機械設備中不可或（huò）缺的核心零部（bù）件，主要功能是（shì）支撐（chēng）機械旋轉體，降低摩擦係數並保證回轉精（jīng）度。它（tā）是數學物理等理論加上材料科學（xué）、熱處理（lǐ）技術、精（jīng）密（mì）加工和數控技術等多學科的產物（wù）。無論飛機、汽車、高鐵還（hái）是高精密機床，凡是旋轉的部分，一般都需要軸承。

當其他機件在軸上彼此產生相對運動時，用（yòng）來保持軸（zhóu）的中心位置及控（kòng）製該運動的機件（jiàn），稱為軸（zhóu）承。它可用於轉軸的互相滾動（dòng），使轉軸轉動時（shí）產生的摩擦（cā）力減至最低。

01

早期的直線運動軸承，是在撬板下放置一排木杆。這個技術可以追溯到修建卡夫拉金（jīn）字塔的時候，雖然還沒有明（míng）確的證據。現代（dài）直線運動軸承使用的是同一種工作原理，隻不過是用滾球代替滾子。

從重載車輪（lún）軸和機床主軸到精密鍾表零件，很多場合都需要旋轉軸承（chéng），最簡單的旋轉軸承是軸套軸承。這種設（shè）計隨後被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形（xíng）的滾子替代原先的襯套。最早投入使用的滾動軸承是鍾表匠（jiàng）約翰·哈裏遜於1760年為（wéi）製作H3計時器（qì）而發明的。

按（àn）照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（zhóu）承、空氣軸承、磁懸浮軸承、寶石（shí）軸承和含油軸承等。

02

雖（suī）然軸承結構簡單，很多小作坊都能做出來，但軸承具有很高的技術含量，甚（shèn）至可作為衡量一個國（guó）家科技、工（gōng）業實力的重要（yào）標準。當今世界科技工（gōng）業強國無（wú）一例外都是軸承研發製造（zào）強國（guó）。

當前，國產軸承的設計和製造技術基本上是模仿，產品開發能（néng）力低，在某些核心技術的研發領域甚至還是空（kōng）白。雖然對國內主機（jī）的配套（tào）率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎（jiào）車、計算機、空（kōng）調、高（gāo）水平軋機等（děng）重要（yào）主機的配套和（hé）維修軸承，基本（běn）上依靠進口。

國產軸承製造工藝和工藝裝備技（jì）術發展緩慢，車加工數控率（lǜ）低，磨加工自動化水平低，全國僅有200多條自動生產線。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱（rè）處（chù）理工（gōng）藝和裝備，如（rú）控製氣（qì）氛保護加熱、雙細化、貝（bèi）氏體淬火等覆蓋率低，許多技（jì）術難題攻關未能取得突（tū）破。

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

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

而國產軸承的壽命一般為計算壽命（mìng）的3~5倍，可靠性為（wéi）96%左右（yòu），差距還是很顯著的。這對於普通的運動機械來說（shuō），問（wèn）題不算太大。但是在（zài）高端領域就很難接受了，因此（cǐ）國內航空軸（zhóu）承、高（gāo）鐵軸承、機器人（rén）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）高端裝備（bèi）上都有高（gāo）端軸承（chéng）的使用需（xū）求，而要滿足高端軸承在（zài）精度、性能、壽命和可靠（kào）性等方（fāng）麵的（de）要求，軸承材料（liào）的高質（zhì）量和可靠性是決定性因素。

▲維護F110發動機風（fēng）扇軸（zhóu）承

由於物體（tǐ）的（de）高速旋轉，軸承的各個部位要（yào）承受變應力、高頻的作用，一（yī）般單位麵積壓力高達每平方毫米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（pí）勞剝落，使得軸承失（shī）去其作用（yòng），與此同（tóng）時滾動軸承還需承（chéng）受離心力、摩擦力、高溫、腐蝕等因素，這也使（shǐ）得（dé）要造好軸承，就得用好鋼。

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

軸承鋼的質量主要取決於（yú）以下四個因素：一是鋼中的夾雜物含量（liàng）、形態、分布（bù）和大小；二是鋼中的（de）碳化物含量、形態、分布（bù）和大小；三是鋼中的中（zhōng）心疏鬆縮孔（kǒng）和中心偏析；四是軸承鋼產品性能的一致（zhì）性。這四個因素可以歸納為（wéi）純淨（jìng）度和均勻性指標。

▲高端軸（zhóu）承鋼中均勻細小的碳化物組織和（hé）熱處理後均勻分布（bù）的細（xì）小碳化物

其（qí）中，純淨度要求材料中的夾雜物盡（jìn）量少，純淨度（dù）的好壞對軸承的疲勞壽命（mìng）有直接影響；而均勻性（xìng）則要求材料（liào）中的夾（jiá）雜物和碳（tàn）化物顆粒細小、彌散，這會影（yǐng）響到軸承製造中（zhōng）熱處理後的變形、組織均勻性等。

我（wǒ）們國家製（zhì）軸工藝已經接近世界（jiè）頂尖水（shuǐ）平，但材質——也就是高端軸承用鋼（gāng）幾乎全部依賴進口。

“PPM”在（zài）煉鋼中是（shì）氧含量的單位（wèi），意指百萬分率（lǜ）或百萬分之幾。一般而言，在鋼鐵行業，8個PPM的鋼屬於好（hǎo）鋼；5個PPM的鋼屬（shǔ）於頂級鋼，正是高端軸承所需要的。

煉鋼（gāng）過程中加入稀土，就（jiù）能使原本優質的鋼變得更加“堅強”。但怎麽加，這是世界軸（zhóu）承巨頭們的（de）核心秘密。