我国轴承钢供需现状、存在问题及质量提高途径（上）

一、我国轴承行业发展和轴承钢供需情况

我国轴承行业已形成了较大的产生规模，成为独立完整的工业体系。2007年全行业生产各类轴承90亿套，实现销售收入760亿元。轴承产量和销售收入居世界第三位；轴承出口创汇21.5亿美元，进口用汇21.5亿美元，进出口基本持平。轴承出口额占销售总额的20%以上。

2007年，按销售额计算，已形成国有：民营：三资=14：66：20的格局。同时，全行业的产品开发能力有很大提高，为重大装备和重点主机的配套率达到80%左右，高端产品开发也有重大突破。

全国轴承行业企业历年销售额和轴承钢消耗量单位：吨

年份		2003年	2004年	2005年	2006年	2007年	备注
主营销售额	销售额（亿元）	320	446	520	620	760
主营销售额	同比增长		39.40%	16.60%	19.20%	22.60%
轴承钢消耗量	消耗量（万吨）	133.4	158	182.9	192.4	220.2
轴承钢消耗量	同比增长		18.40%	15.80%	5.20%	14.40%

各特钢厂轴承钢年产量统计表单位：吨

年份/钢厂	2003年	2004年	2005年	2006年	2007年
本特	18337	30054	59197	23689	32696
锡钢	198836	210617	217279	251510	303938
东特	287452	442169	513753	412160	368172
莱钢（特）	18338	12841	41852	14141	14289
首特		3601	1003	203	123
太钢	345	302	19	0	1577
上五	147114	137347	116618	133781	148035
衡阳（管）	70	111	154	170	120
新冶钢	87601	119757	115556	166834	214549
中原特	4823	4526	3986	1944	670
西宁	44901	37817	38358	47243	78349
齐鲁特			24835	25137	24195
巨能			49911	32388	116942
石钢	3956	27246	39213	140259	267885
长城	15947	8941	4769	8791	8381
南钢		14684	51976	63231	95268
重特	16	26	84	73	108
淮钢		5425	12857	7744	73788
贵阳	3983	1923	6791	9976	7989
豫永通	168427	214730	258793	271181	57300
兴澄	333992	307926	268663	299324	333810
鄂钢			3211	13988	20122
石横					33876
合计	1334138	1580043	1828878	1923767	2202182

随着冶炼设备水平的提高和真空脱气工艺技术的应用，以及新国家标准的实施，我国轴承钢的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。如氧含量由原来电炉钢的30~40ppm下降到真空脱气模铸钢的9~13ppm和连铸钢的6~10ppm，甚至更低。

二、国产轴承钢与发达国家轴承钢的差距、存在的主要问题及产生的原因

（一）轴承生产企业轴承钢进厂检验中发现的问题

洛阳轴研科技股份有限公司轴承钢进厂检验执行得比较严格、规范。2004年至2007年间购进的原材料主要是国内主要特钢企业生产的热轧未退火轴承棒料，规格在Ф20~Ф190mm，共计106炉料，其中主要用料规格集中在Ф20~Ф50mm。按GB/T18254-2002标准，对进厂原材料进行全面复检。

洛阳轴研科技使用的热轧未退火轴承钢棒质量

规格（mm）	检验炉数	合格炉数	不合格炉数	不合格率	不合格原因
Ф20~Ф50	63	49	14	22.20%	非金属夹杂物（B、C、D类）超标18炉，尤其是C、D类更严重；表面折叠裂纹13炉；碳化物带状不合格8炉；液析不合格5炉；低倍组织和显微空隙不合格3炉。注：一炉中常存在多项不合格
＞Ф50~Ф80	24	13	11	45.80%
＞Ф80	18	8	10	55.60%

对洛阳某滚子厂使用的冷拉退火材调研，并对其2006~2007年间所用材料，按GB/T18579-2001复检的质量状况进行了统计分析。

某滚子厂使用的冷拉退火轴承钢丝质量

年份	规格（mm）	检验炉数	合格炉数	不合格炉数	不合格率	不合格原因
2006年	Ф5~Ф6（以模铸料为主）	241	180	61	25%	第一为表面划伤太深和表面裂纹；第二为表面脱碳超标；第三是球化组织超标。
2007年	Ф5~Ф6（模铸料+连铸料）	300	191	109	36%	第一为表面划伤太深和表面裂纹；第二为表面脱碳超标；第三是球化组织超标。

由前述两表可以看出，表面质量不好表现在表面裂纹和表面划伤太深（对钢丝而言），内在质量不好表现在非金属夹杂物（B、C、D类）超标，碳化物带状和液析超标，低倍组织和显微空隙不合格。

对其他轴承生产企业轴承钢进厂检验情况进行调研，发现的主要问题是：（1）钢材表面缺陷：材料裂纹；折叠裂纹；麻点（坑）；夹渣；异金属夹杂；表面脱碳；发纹。

（2）钢材低倍缺陷：缩孔（管）残余；翻皮；疏松；气泡；偏析；白点；显微孔隙；内裂。

（3）非金属夹杂物：点状夹杂物；塑性硅酸盐夹杂物。

（4）碳化物不均匀：碳化物带状；碳化物液析；碳化物网状；退火组织不均匀。

这些缺陷都严重影响轴承的寿命和可靠性。

从对轴承生产企业轴承钢进厂检验和在使用中发现的问题的调查研究情况来看，国产轴承钢缺陷出现频率最高的依次是：材料表面裂纹、缩孔、碳化物液析、碳化物网状、内裂、表面脱碳、碳化物带状、退火组织不合格。

（二）国产轴承钢与发达国家轴承钢的差距

1．轴承钢标准水平的差距。我国国产轴承钢从标准水平上与发达国家有较大差距。

GB/T18254-2002、SKFD33-1标准主要差异对比

项目	SKF D33-1 B10001 SKF D33-1 B10101	GB/T18254-2002
	代表钢种SKF3	代表钢种GCr15、GCr15SiMn等
化学成分	对Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb有限制。（实物Al 0.006-0.0015%、Ti≤0.0016%、［0］≤0.0008%、Ca≤0.0003%	对Al、Ti、Ca和五害元素As、Sn、Sb和Pb无限制
宏观夹杂物	必检项目。≤2.5mm/dm²、单个夹杂物长度≤3mm	用户要求时，才检查。不得出现多于一处1.6mm~3.0mm的夹杂物和一处长度大于3.2mm的夹杂物
微观夹杂物级别	A≤2.0/1.5；B≤1.5/0.5；C≤0/0；D≤1.0/0.5；Ds≤1.5	A≤2.5/1.5；B≤2.0/1.0；C≤0.5/0.5；D≤1.0/1.0
微观夹杂物评级方法	氮化钛及碳氮化钛评级	氮化钛及碳氮化钛不评级
网状	热轧材要求检验网状	热轧材不要求检验网状
脱碳	≤0.8%D	≤1~2%D
表面缺陷检查	无损探伤检查，保证表面缺陷深度≤0.3mm	目视检查，保证无肉眼可见缺陷
直径允许公差	≤0.75~1%D	≤1~2%D
弯曲度	≤0.2%×棒材长度	≤0.4%×棒材长度
不圆度	≤65%直径公美	≤（50~75）%直径公美
退火材料出厂硬度	170~210HBS（实物190-202HBW）	179~207HBW

与SKF D33-1标准相比，差距在GB/T18254-2002对有害元素含量未做限制，宏观夹杂物未列为必检项目，微观夹杂物氮化钛及碳氮化钛不评级，热轧钢不要求检查网状，表面缺陷不用无损探伤检查而用目视检查，微观夹杂物、脱碳、尺寸允许公差、弯曲度、不圆度等均控制较松。

2．国产轴承钢和发达国家轴承钢实物质量对比检验结果。抽取国产轴承钢、日本山阳钢厂生产的轴承钢、按SKF D33标准生产的轴承钢三种棒料，进行化学成分、低倍组织和碳化物、非金属夹杂物、碳化物颗粒尺寸及分布状态等方面的对比分析。

（1）化学成分。三种钢材化学成分均符合相关标准。

（2）低倍组织和碳化物。SKF3钢材无疏松、辨析和液析。日本钢材中心疏松与国产钢材类似，但不存在碳化物液析。国产钢材存在对轴承寿命和可靠性有较大影响的碳化物液析。SKF3钢材和日本钢材碳化物带状好于国产钢材。

（3）非金属夹杂。国产钢材D类（点状不变形）夹杂物数量多，颗粒尺寸大。SKF3、日本钢材没有发现粗系D类夹杂物，国产钢材中则大量出现，而且细系地安装夹杂大于1.0级，超过标准。D类夹杂，尤其是D类大颗粒夹杂对轴承寿命和可靠性影响显著。

（4）碳化物颗粒尺寸及分布状态。国产钢材中碳化物平均直径及最大直径均为最大，分别为1.25μm和10.70μm，而且大颗粒碳化物所占的比例为国外钢材的3倍左右。碳化物颗粒尺寸及分布状态也是影响轴承寿命和可靠性的主要因素之一。

3．用进口钢材是和国产钢材用相同工艺制造的近似型号的轴承疲劳寿命对比试验。抽取某公司用进口GCr15轴承钢制造的6308-2RZ轴承50套与用国产GCr15轴承钢用相同工艺制造的6307轴承50套，在相同的试验条件下进行寿命试验对比，寿命试验比值，用进口钢材制造的6308-2RZ轴承是用国产钢材制造的6307轴承的3倍。

（三）我国轴承钢存在的问题和差距的原因

1．管理上存在诸多问题。我国轴承行业每年使用的200多万吨轴承钢是由20多家特钢企业生产的。这些企业在技术水平、工艺装备水平和质量保证能力等方面良莠不齐。由于没有严格的生产准入制度，有些生产企业根本不具备生产轴承钢的能力。

长期的卖场市场，使轴承钢质量缺乏第二方、第三方监督。绝大多数轴承生产企业采购轴承钢材没有对供货厂家进行质量保证能力调查和认可。绝大多数中小轴承企业没有轴承钢进厂检验的能力，仅以特钢企业质量保证书为依据，有少数特钢企业的质量保证书存在造假的情况。有的轴承生产企业反映，有一家特钢厂的钢材，几个炉号的质量保证书上都有标明氧含量在15ppm以下，但这家轴承生产企业将这几个炉号的钢材的试样送到钢铁研究总院化验，有的炉号的钢材的氧含量高达35ppm。

一些大型企业进厂检验不合格而退货的钢材，最后都流到没有钢材进厂检验手段的中小轴承生产企业。一家特钢企业的负责人披露：“轴承行业退货的不合格轴承钢材，特钢企业没有回炉重炼过1吨，全都降价卖给其他轴承生产企业。”

2．工艺技术和工艺装备落后。在工艺技术和装备上与国外先进企业的主要差距体现在：（1）冶炼装备容量小，电炉变压器功率小，熔炼时间长，生产效率低，电耗高，工艺还未最佳化。加热、成分微调等功能尚未应用，微区成分偏析较大。

（2）连铸锭的尺寸小，轧制比不够。

（3）有的厂轧机为老式的横列式轧机，刚度不够，不能实现控轧和控冷，尺寸精度低，网状难于控制。

（4）多数厂家无连续轧机，大钢锭成小材时，加热次数多，消耗高，成材率低，表面脱碳严重。

（5）钢坯检测和清理未能实现机械化或半自动化，表面裂纹等缺陷经常漏检并留在钢材上。

（6）大多数企业没有钢锭高温扩散设备，无法对碳化物的不均匀性实施进一步改善。

3．连铸生产存在问题。发达国家早已使用连铸法生产轴承钢。我国真正开始采用连铸法生产轴承钢是2002年以后。由于生产厂家较多，难免技术水平参差不齐，各厂的连铸锭大小不一，致使以连铸法生产的轴承钢质量相差很大。质量差的生产厂家所生产的钢材缺陷主要表现在低倍组织和中心部位的碳化物不均匀性方面，即钢材的致密度较差，往往导致低倍组织（指一般疏松、中心疏松和偏析）不合格。又因连铸钢与模铸钢结晶状况不同，连铸钢易生产中心碳偏析，加之高温扩散退火的装备或工艺跟不上，常常导致钢材中心部位的碳化物不均匀性（碳化物带状、碳化物网状和碳化物液析）严重超标，给轴承厂家生产的轴承质量造成很大的潜在危害。

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