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国产轴承与进口轴承的对比

[ 关键词:国产轴承与进口轴承的对比 发表日期:2015-09-18 09:08:27 ]

  目前,我国轴承技术取得了显著进步,轴承质量已有质的飞跃,国内外轴承的对比就成了大家常谈的话题。本站借鉴我厂高温轴承生产技术的改进,从材料、热处理和后续冷加工质量三方面,与大家谈谈国产轴承与进口轴承的对比,不足之处请指正。

一、材料

  轴承钢材料的质量高低对轴承产品的加工质量、使用寿命和可靠性的优劣起着至关重要的作用。随着《高碳铬轴承钢》国家标准(GB/T18254‐2002)的制订实施,及先进工艺及设备的引进,我国轴承钢的冶炼水平、冶金质量上了一 个台阶,在一些技术和质量指标方面已达到或接近国外的先进水平,其中一个重要的指标氧含量的降低对提高轴承产品的使用寿命起着很大的作用,我国重点特殊钢生产厂家生产的轴承钢中的氧含量已接近国外生产轴承钢先进国家的水平,但整体质量水平与国外发达国家的质量水平仍有着较大差距,表现为:

1 标准方面

  现行的轴承钢材料标准中,对碳化物颗粒大小及分布状态的质量控制情况无内容,使得碳化物颗粒大小及分布状态国外存在有较大的差距,这也是我国轴承产品使用寿命和可靠性低于国外同类产品的一 个主要原因。(GB/T18254)中关于非金属夹杂物检。另外,在《高碳铬轴承钢》 验评级方法目前对于低氧量、高纯洁度轴承钢具有一定的局限性,已不能准确地评价轴承钢中的非金属夹杂物,国外已采用其它的检验方法进行评级,所以只有在以上方面有所突破,我国轴承钢的质量和轴承产品的质量才能有所提高。

2 轴承钢的冶金质量稳定性比较差

  如我国生产轴承钢中的氧含量已接近国外生产轴承钢先进国家的水平,但轴承钢中非金属夹杂物的颗粒大小、分布状态很不均匀,有的视场一颗非金属夹杂物都没有,有的视场则大量出现,点状不变形夹杂不仅出现的概率频繁,而且颗粒尺寸较大,这从一个侧面说明 为什么我们国家用同一炉号的材料,用同样的加工设备生产出来的轴承产品在使用寿命方面存在着较大的差异,轴承高低寿命之比相差几十倍,甚至上百倍。

3 表面质量问题

  我国生产的轴承钢材料的表面质量问题,尤其是制造滚动体用的冷拉退火材的表面裂纹,是很突出的问题,这与涡流、超声探伤设备的缺乏或没充分利用有太大的关系。

二、热处理

  热处理是造成国内轴承与进口轴承性能相差最大的地方,且是大家都明白但最终重视程度最不够的地方,差距主要体现在:

1 设备能力

  除了一些国家或部委,如铁路,特别是军工等专用轴承,及部分出口轴承企业外有一定的比较先进设备,其余国内绝大数轴承公司, 热处理设备是相当落后且缺乏合理维护的的。

2 热处理工艺

  在国内现有条件下,工艺实际是依托设备实现的,不正常,但现实。目前轴承钢零件的热处理时要求在控制气氛下进行的,对于标准 通用轴承,工艺差别很有限,但由于管理和设备的原因,并不能得到 很好的贯彻实施。

3 锻造

  自由锻设备、工艺落后,缺乏气氛保护,过烧等现象无法杜绝,检验 手段落后,不时在磨加工或使用失效后才发现。锻件流线不好也是常 见问题。

4 辅料

  如淬火油,盐等,直接影响最终热处理结果,因为是最终工序,给人影响还深刻。我见过同一批次铁客 NJ32226 轴承(GCr18Mo)全废和全好的情形。我仅知道国内有能够满足 SKF 等公司代工产品要求的存在,价格是高些,但总价格还在用户认可范围内。

5 标准方面

  一直以来,没有将现行的 JB/T1255‐2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》同国外对比过或进一步的了解,不能够发表意见。但需要说明的是,现行的 JB/T1255‐2001《高碳铬轴承钢滚动 轴承零件热处理技术条件》是参照 ISO 相应标准指定的,一些代工的国外民用航空类小标准轴承或 SKF 及 FAG 等公司轴承,是认可我国现行的 JB/T1255‐2001 的,仅是有时在个别要求上严格了些。

  总体说来热处理是由于国内轴承企业自行完成,由于管理的问题,观念的问题,设备能力等等问题,造成(供应国内的轴承)热处理质 量存在诸多问题,直接后果就是淬回火后组织级别,硬度差(有过批量实例,国内 1HRC 左右,日本的 0.5HRC 左右)等与进口轴承差别较大,只有国内轴承到了相当的精度级别或一些特殊用途或要求才能到拿来比比的程度。人本的电机深沟球密封轴承密封槽的变形及 Ra 就 相对国内其它轴承公司做的好些。

三、冷加工质量

  从装配后成品轴承旋转精度和尺寸精度,零件形位精度于同级别轴承而言不次于进口轴承,但外观质量(包括但不限于 Ra)如棱子等还是有些许差别的。主要差距在于滚动体,尤以钢球为甚。而且在轴承的失效原因中,由滚动体的失效至少要占 30%以上,钢球尤甚。这与历年来国内轴承行业只注重成套轴承,不重视滚动体有极大关系,现在逐渐有所改善。

1 先述滚动体

  钢球的制造工艺决定了国内外钢球的巨大差距,其实就是讲毛坯挤压成球形坯这一步工艺的不同造成成品钢球差异,使得国外钢球在环带和两极流线断头稀疏且很不明显,而国内则环带处断头密集明显。对多批早期失效钢球的和新钢球的热酸洗检验证明了此点。

  国外钢球压碎负荷是国内钢球的两倍。国内外钢球均进行了强化处理并有表面硬化层存在,但国外钢球硬化层深度(以 6307深沟球轴承为例)约 2mm,且表面硬度下降缓慢;国内则约为 1mm 左右,下降较为迅速。 国外钢球精度相当于国内标准的 3 级,最低也要高于 5 级。国内的就没谱了,P4 级轴承也没完全达到 5 级要求。特别是影响轴承振动和噪声的振动加速度水平差的关键项差别较大,是造成机床主轴轴承之类对振动和噪声要求高的高精密轴承与国外水平的关键因素。

2 滚子精度方面

  国内普遍在Ⅲ级(最低级别),部分Ⅱ级,Ⅰ级和 0 级很难见到,而国外轴承基本在Ⅰ级和 0 级。

  工艺和设备:

  滚子成型,国内大型轴承公司同国外一样,采用冷镦成型,但使用的冷镦设备要较国外(国内普通冷镦机,国外高速双击冷镦机)落后的多,适用滚子尺寸也要小很多。

  磨加工设备同样落后,个别用于军工等轴承滚子设备不再此列,其中的终磨断面和精研加工设备成尤为制约滚子端跳和表面粗糙度 Ra 的关键因素。 需要说明的是,国内小的轴承滚子制造公司,大多采用锯床对棒料加工,滚子组织的致密性差别就更大了。

检验仪器和检测方法:

  这个同后面套圈一起论述 3 套圈外观指的是内、外径、端面、倒角。除倒角外,其余无什差别,目前国内 ,P5 普通级轴承,热处理后自然形成,无再加工,一般为“花倒角” 级(包括 P5 级)以上一般为硬车后的光亮倒角,部分采用磷化或氧化,就与进口轴承外观基本一样了。滚动面表面质量上等级的轴承,P5 级(包括 P5 级)以上的,Ra 与进口轴承差不多,但棱子等还是有些差距的,这点与砂轮和加工方法、机床有一定关系,好就很少或没有。国外轴承套圈相比国内轴承磨痕细密,擦伤之类很少,表面看起来不亮,但 Ra 实际较高,且国内轴承有振纹,粗且深。形位精度和尺寸精度不比国外差,个别项目优于国外轴承。

总结

  上述为通常意义上的对比,总体上所就是,冷加工不比国外差,材料要差些,但差距不是很明显,关键是热处理差的就多了,这主要就是好的热处理工艺依赖好热处理设备,产生的成本在目前的国内环 境下,使得轴承国内竞争优势明显处于劣势,毕竟寿命和可靠性相对于终端用户有些遥远了。对了解或服务于轴承行业的人来说,上述所述就过于表面化和简单化了,实际在轴承的任何一个环节都存在不小的差距。