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      國產高鐵高端軸承為何難以制造?

      更新時間:20-11-16點擊次數:2561次
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      國產高鐵高端軸承為何難以制造?    

      中國高鐵雖然橫掃國內外市場,但核心部件“軸承”仍然依賴進口。你知道是為什么嗎?


          每一列從生產車間走出來的高鐵,只要時速超過每小時140公里,用的基本上是進口軸承。

          中國是軸承大國,為何不是軸承強國?

          2019年整年中國軸承產量為196億套,經濟規模位居世界第三。和機床行業一樣,我們向來擁有龐大的產能和規模,但僅有少數尖端領域突破了國外封鎖,大量的高端產品仍然依賴進口。

          有人或許會反問,我們的99A坦克座圈,不僅能讓上十噸的炮塔運轉自如,還能承受住125毫米滑膛炮的后坐力,而這個坦克座圈就是一個巨大的滾動軸承,目前大多數國家連這種軸承的邊都摸不到。還有我國衛星上的太陽能帆板,依靠固體潤滑劑軸承,可以隨時調整相對于太陽的角度,并不需要時常去給軸承添加潤滑油,而這類軸承同樣沒有幾個國家能夠染指。

          但即使這樣,我們仍只能算是軸承大國,而不是軸承強國。不同于其他機械零件,高端軸承對于材料、加工工藝和經驗的要求特別苛刻,因為這些指標決定了軸承今后的可靠性和壽命。例如兩個鋼環間套著鋼珠的軸承——深溝球軸承,國外產品的可靠性在98%以上,實際壽命為計算壽命的8倍到30倍,而國產軸承可靠性僅為96%,實際壽命為計算壽命的3到5倍,這就意味著“能用”和“好用”完全是兩個概念,大飛機C919、運20和高鐵采用進口軸承的原因便是如此。

          從2004年開始,我國開始重點發展高速鐵路和機車裝備,采取引進先進技術,聯合設計生產的思路,我國鐵道部從西門子引進了時速350公里的高速列車,并且得到了全車制造技術,中國高鐵開始擁有自己的自主知識產權,并且不受任何限制對外出口,但這并不意味著高鐵車身所有的零部件都實現了國產化,我們的核心競爭力主要是全車制造、牽引供電系統和運行控制系統等,在市場全球化時代,你不可能要求一家企業或者一個國家,掌握高尖端領域的全種類技術。

          雖然高鐵軸承僅是一個小部件,但牽一發而動全身。軸承主要分為滾動軸承和滑動軸承兩類,而高鐵所用的滾動軸承一般分為P0、P2、P4、P5和P6五個等級,軸承精度隨著等級升高。

          像高端數控機床的主軸采用的是P5、P6等級,而航空、高鐵等高科技領域采用的則是P4等級。在近十年內,我國高鐵所用的高端軸承主要是從SKF、德國FAG、美國TIMKEN等公司引進。

          在這些公司的高端軸承中,我們可以發現兩個基礎性問題,那就是“高性能的材料”和“高質量的加工”。制作高鐵軸承的材料就是素有“鋼中之王”稱號的軸承鋼,它是高鐵冶煉中要求最嚴格的鋼種之一。而如何鍛造出“高純凈度”和“高均勻性”的軸承鋼,將鋼中含氧量控制在最低,一直是我國鋼鐵企業面臨的難題。

          但經過數十年的攻關,我們已經攻克生產工藝中的諸多難點,并且躍居為軸承鋼生產大國,而關鍵就在于將稀土加入到冶鋼步驟中,這使得影響鋼材疲勞壽命的大尺寸夾雜物減少了50%,因此生產出來的軸承鋼也被稱作高端稀土軸承鋼。

          目前我們雖然能造軸承鋼,但主要是電渣軸承鋼,其質量和純度還有待提高,而國外采用的真空脫氣冶煉技術打造的超高純軸承鋼,是我們下一步的目標。

          在高性能的材料解決后,剩下就是高質量的加工。高鐵軸承制造涉及學科門類眾多,歐美由于掌握超長壽命鋼技術、細質化熱處理技術和先進的密封潤滑技術等,才得以生產出高質量的軸承,這也導致國內外高鐵軸承在精度、軸承振動、壽命和可靠性上仍存在一定的差距。

          10月14日,在河南洛陽舉行的高速鐵路軸承自主化研究會上,根據媒體報道,中國洛陽LYC軸承公司已經研制出時速250公里、350公里的高鐵軸承,而且進行了120萬公里耐久性臺架試驗,產品指標基本符合要求,最為重要的是,洛軸的高鐵軸承已經符合批量生產的條件。

          具體細節尚不可知,但根據會上的討論分析,如果使用國產高鐵軸承代替國外產品,今后從生產車間中每走出一節車廂,可以省下3.2萬元。

          雖然國內市場對高鐵軸承的需求不太大,市場的總體銷售額較低,但國產高鐵軸承的突破意義卻十分重大,因為這意味著中國高鐵的國產率再上一層樓,打破了歐洲、日本的軸承壟斷,中國高鐵軸承也不再擔心被卡脖子!而在軸承領域中,高鐵軸承的研發思路將為其他行業軸承的研發提供一個思路。

      (編輯:LYBN軸承)

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