​高端軸承製造出來到底有多難？

軸承是（shì）機械設備中不可或（huò）缺的核心（xīn）零部件（jiàn），主要功能是支撐機（jī）械旋轉體，降低摩擦係數並保證（zhèng）回轉精度。它（tā）是數學物理等理論加（jiā）上材料科學、熱處理技術、精密加工和數控技術等（děng）多學科（kē）的產物。無論飛機、汽車（chē）、高鐵（tiě）還是高精密機床，凡（fán）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（xiàng）對運動時，用來保持軸（zhóu）的中心位置及（jí）控製該運動的機件，稱為軸承。它可用（yòng）於轉軸的互相滾動，使轉軸轉動時產生的摩擦力減至最低。

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早期的直線運動軸承，是在撬板下放置一排木杆。這（zhè）個技術（shù）可以追溯（sù）到修建卡夫拉金字塔的時候，雖然還（hái）沒有明確的證據。現代直線運動軸承（chéng）使用的是（shì）同一種工作原理（lǐ），隻不過是用滾球代替滾子。

從重載車輪軸和機床主（zhǔ）軸到精密鍾表零件，很（hěn）多場合都需（xū）要旋轉軸承，最（zuì）簡單（dān）的旋轉軸承是軸（zhóu）套軸承。這種設計隨後被滾動軸承替代，就是用很多（duō）圓柱形的滾子替代原先的（de）襯套。最早投入使用的滾動軸承是鍾表匠約翰·哈裏遜於1760年為製作H3計時器而發明的。

按照相對運動的接觸形式軸承分（fèn）為： 滾珠軸承、滾（gǔn）針軸承（chéng）、圓錐滾柱軸承、滑動軸承、撓性軸承（chéng）、空氣軸承、磁懸浮軸承、寶石軸承（chéng）和含油軸承（chéng）等。

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雖然軸承結構簡（jiǎn）單，很多小作坊都能做出來，但軸承具有很高的（de）技術含量，甚至可作為衡量一個國家科技、工業實力的重要標準（zhǔn）。當今世（shì）界（jiè）科技（jì）工業強國無一例外都是軸承（chéng）研發（fā）製造強國。

當前，國產軸承的設計和製造技術基本上是模仿，產品開發能力低，在（zài）某些核心技術的研發領域甚至還（hái）是空白。雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路（lù）客車、中高檔轎車、計算機（jī）、空調、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（zào）工藝和工藝裝備技術發展緩慢，車加工數控（kòng）率低，磨加工自動化水平（píng）低，全國僅有200多條自動生產線。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備，如控製氣氛（fēn）保護加熱（rè）、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術難題攻關未能（néng）取得突（tū）破。

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

以最常見的深（shēn）溝球軸承為例，國外先進產品的實際壽（shòu）命一般為計算（suàn）壽命的8倍以上，最高可達30倍以上，可靠性為98%以上。

而國產（chǎn）軸承的壽命一般為計（jì）算壽（shòu）命的3~5倍，可（kě）靠性為96%左右，差距還是很顯著的。這對於普通的運動機械來說，問題不算太大。但是在高端領域（yù）就很難接受了，因（yīn）此國內航空軸承、高鐵軸承、機器人軸（zhóu）承等基本以進口軸承（chéng）為主（zhǔ）。

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高（gāo）鐵（tiě）、大飛機、重載型武器等高端裝備上都有高端軸承的（de）使（shǐ）用需求，而要滿足高端軸承在精度、性能、壽（shòu）命和可靠性等方麵的要求，軸承材料（liào）的高質量和可靠性是（shì）決定性因素。

▲維護（hù）F110發（fā）動機風扇軸承

由於物體（tǐ）的高速旋轉，軸承的各個部位要承受變應力、高頻的作用，一般單位麵積壓力高達每（měi）平方毫米1500到5000N在這些因素的作用下（xià），軸承很（hěn）容易產生應力疲勞，進而（ér）造成疲勞剝落，使得（dé）軸承失去其作用，與此同時滾（gǔn）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，就得用好鋼。

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

軸承鋼的質量主要取決於以下四個因素（sù）：一是鋼中的夾雜物含量、形態、分布和（hé）大小；二是鋼中（zhōng）的碳化物含（hán）量、形態、分布和大（dà）小；三是鋼中的中心疏（shū）鬆縮孔和中心偏析；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（jun1）勻（yún）性指（zhǐ）標。

▲高端軸（zhóu）承鋼中均勻細小的碳化物組織和熱處（chù）理後均（jun1）勻分布的細小碳化物

其中，純淨（jìng）度要求材料中的夾雜物盡量少，純（chún）淨度的好壞對軸承的（de）疲勞壽命有直（zhí）接影響；而（ér）均勻性則要求材料（liào）中的（de）夾（jiá）雜物和碳化物顆（kē）粒細小、彌散，這會影響到軸承製造中熱處理後的變形、組織均勻（yún）性等。

我們國家製軸（zhóu）工藝已經接近世界頂（dǐng）尖水平，但材質——也就（jiù）是高端（duān）軸承用鋼幾乎全部依賴進口。

“PPM”在煉鋼中是氧含量的單位，意指百萬分率（lǜ）或百萬分之幾。一般而言，在鋼鐵行（háng）業，8個PPM的鋼屬於好鋼；5個PPM的鋼屬於頂級鋼，正是高端軸承所需要的（de）。

煉（liàn）鋼過程中加入稀土，就能使原本優質的鋼變得更加“堅強”。但怎麽加，這是世界軸承巨頭們的核心秘密。