我国钢球制造技术现状与展望

我国钢球制造技术现状与展望我国钢球制造技术现状与展望摘要：历史回顾1883年德国FAG制造世界上第一磨球机外型原始结构简单大小不起眼诞生开创人类钢球制造先河至今已有121年历史当时半封建半殖民地中国没有轴承工业抗日战争期间NTN适应军械维修东北铁路沿线瓦房店建立轴承工厂瓦轴前身控制当时中国轴承生产技术所用thk SBN 5012-5 丝杠2002:机床,入世是挑战更是机遇专家指出要加大我国数控机床研发力度加快普及型数控机床的发展漫话中国机床制造业的服务竞争中国铣床和加工中心市场的现状和展望国内外车床的技术水平和发展方向世界加工中心的生产、需求和发展动向国内外机床发展趋势世界数控系统发展趋势1 历史的回顾1883年，德国FAG制造出世界上第一台磨球机，它的外型尽管是那么的原始，结构尽管是那么的简单，大小尽管是那么的不起眼，但它的诞生开创了人类钢球制造的先河，至今已有121年的历史。

在当时半封建半殖民地的中国，没有自己的轴承工业，抗日战争期间，NTN为适应军械的维修，在东北铁路沿线——瓦房店建立了一家轴承工厂（瓦轴前身），为控制当时中国的轴承生产技术，所用的钢球由日本生产，运来中国进行装配。

1948年，当时的瓦房店已经解放，瓦房店轴承厂的金德元、宋世发等人决心改变中国不能生产钢球的落后局面，在无技术，无图纸的情况下，自己动手制造土设备，用铁棒磨成针的精神，把圆柱体磨成了球体，造出了中国第一粒钢球，开创了中国钢球生产的历史。

解放后在中央政府尽快恢复国民经济的思想指导下，国家为建立新中国的工业体系，建立了一批大型骨干企业，作为冶金、农机、化工、汽车、拖拉机、机床、军工行业不可缺少的重要配件——轴承，无可非议地被列入该行列，瓦轴首先被列入重点发展企业。

后来因为抗美援朝的需要，建立了哈轴总厂，瓦轴和哈轴先后从苏联引进了钢球制造设备，派出了龚兆良、李世亮等人赴苏学习，同时引进了苏联的钢球制造技术和管理方式。

50年代筹建洛阳轴承厂（包括钢球车间）被列为苏联对华援建的156个重点项目之一，整个工厂全部由苏联援建。

哈、瓦、洛的建成标志着中国钢球制造步入了系统化、规模化、工业化生产，由于受条件限制和苏联生产模式移植的影响，当初轴承企业从套圈、滚动体、保持架直到装配所有工序全部由一家企业完成，钢球是轴承的重要配件，为满足企业的配套需要，哈、瓦、洛轴承厂在苏联专家的帮助下先后建立了自己的钢球分厂或钢球车间，开始大批量生产钢球，并培养了一批钢球制造的骨干力量，可以说哈、瓦、洛就是中国钢球的发源地。

三个工厂所采用的工艺和加工设备基本一致，其工艺和设备为：冷镦（A-148、др-5、A-142、A-141）→；锉球（Mщ-32）→软磨（Mщ-33）→热处理（Б-30，Б-70自制空气回火炉）→硬磨（Mщ-33）→研磨（Mщ-33，Bщ-22）→抛光（倾斜式串桶）→分选（Aщ类分选机）→人工外观→涂油包装。

微小型钢球工艺流程：成型→锉削→软串（卧式串桶）→软研→热处理→硬研→抛光→人工外观→分选→涂油包装当时钢球生产无国家标准，采用的是苏联ГOCT3722标准，精度级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（相当于现在的G10，G20，G40），实际生产水平是95%以上为Ⅲ级，只有极少量产品为Ⅱ级，用上述工艺无法生产Ⅰ级。

对一些军工产品有特别要求，只能在最终增加一道单沟精研的方法，来满足精度要求，但这种方法工艺过程繁琐，生产效率低，各沟槽的尺寸差异大，生产成本高。

1957年上海为发展轴承工业，筹建了上海钢珠厂（64年改为上海钢球厂）得到哈轴、瓦轴的无私帮助，哈轴提供了全部钢球工艺资料和设备图纸，在上海市机械局组织下，上海机床厂、上海第三机床厂、上海电炉厂、上海群英机械厂等给予大力支持，在最短的时间内完成了各种钢球设备的制造任务，确保了1958年上海钢珠厂的正式投产，由此诞生了中国第一家钢球制造的专业厂家，从此迈出了钢球设备国产化的第一步。

同年，相继诞生了青岛钢球厂、沈阳钢球厂，60年代又出现了湖北钢球厂、重庆钢球厂，当时被称为中国五大钢球厂。

70年代开办了岳阳钢球厂（湖南钢球厂），80～90年代成立了河南钢球厂、如皋钢球厂、东阿钢球厂、三峡钢球厂，到了90年代初已发展到中国钢球十大专业厂家。

除此之外，徐州迴转支承厂、中山轴承厂都新建钢球分厂。

这支队伍的迅速壮大使中国钢球制造业越来越引起世界的关注。

随着改革开放，中国的轴承工业得到飞速的发展，特别是外资的引进和私有资本的加入，加速了中国轴承工业的发展，作为轴承的重要配件——钢球，也和轴承一起跨入了生产大国的行列。

2 中国钢球制造技术的发展中国钢球制造技术的发展可分为四个阶段。

第一阶段为80年代以前，自50年代哈、瓦、洛全面引入苏联的钢球制造技术，开创了中国大规模生产轴承钢球的历史，为中国今后钢球技术的发展奠定了基础，直至80年代，在这20多年左右的时期，中国钢球制造工艺基本是苏联的模式，设备主要以苏联和仿制苏联的为主，也有德国的和仿制德国的，进入60年代上海机床厂开始与上海钢球厂共同开发了第一批全国产化的3M4630磨球机，上海第三机床厂大批仿制了西德SMS公司的SMS72钢球研磨机。

在70年代最大的技术改进是试验、研究光磨工艺，当时四川金堂轴承厂引进了罗马尼亚钢球磨加工设备，引起了瓦房店、上海有关同行的重视，在轴承局领导的关心支持下，开展了对二块合金铸板铁加工钢球的研究，两地钢球厂利用各自的优势与铸造方面的合作、试验成功了用于钢球锉削加工的光磨板，在老设备改进试验成功后，设计制造了光磨机，这一工艺的突破大大降低了钢球毛坯加工的成本，提高了锉削加工的表面质量和精度。

这一突破更重要的是给人们一个启示：技术是需要不断发展的，有发展才有质量和效益。

第二阶段为1981～1985年，即“六五”计划期间，由于中国轴承的质量特别是噪声，明显落后于国外，轴承无法出口，电机要更换国外轴承才能出口，有关考察团出国考察，一个结论性的意见是：电机轴承必须进行合套振动试验，钢球必须采用G10，用精研技术替代抛光工艺。

为此轴承局组织了全国有关钢球厂工程技术人员，论证制订了G10钢球攻关课题，该项目由上海钢球厂和湖北钢球厂共同承担，用大循环超精研工艺代替传统的抛光工艺，提高钢球的表面质量和球形精度，淘汰了抛光工艺，使钢球质量上了一个新的水平，用合套方法达到了当时轴承低噪音的配套要求，并受到部的嘉奖。

此成果在行业中得到广泛推广，在此同时，为加快轴承和钢球技术的发展，尽快跟上国际水平，上海轴承公司加紧与国外轴承公司的联系、互访、洽谈，并于1985年1月派出了第一批考察人员赴日本NTN研修钢球制造技术，为全面掌握国际上先进的生产技术和管理经验，早日赶上国际水平创造了条件。

第三阶段为1986～1990年，即“七五”期间，这个阶段国内多家钢球厂先后从西德、日本引进了设备，有引进德国JUS公司整条钢球生产线，日本NTN整条钢球生产线，德国SMS整条生产线，也有选择性引进设备和仪器，这些设备和仪器包括高速钢球冷镦机、热处理生产线、磨球机、研球机、各种清洗机、涂油包装机、钢球振动仪、AVIKO钢球检查仪、轮廓仪、钢球强化机等，并先后向国外派出了考察和研修人员。

为尽快把中国钢球搞上去，满足轴承对钢球的要求，机械工业部组织了全国有关钢球厂的工程技术人员研究引进技术，并结合本国国情制定了G5钢球攻关课题，它包括引进设备消化，工艺技术提高，产品质量提高到整个钢球制造技术水平的提高，攻关课题由上海钢球厂和青岛钢球厂承担，经过G5钢球课题攻关后，从而得到以下结论：⑴高速冷镦机实现国产化，提高生产效率，提高毛坯精度。

⑵根据国情，改造滚动式加热炉，推行气氛保护加热，解决钢球表面氧化脱碳，提高了热处理质量，为压缩钢球留量创造条件。

⑶开发钢球强化机，对钢球进行强化处理，并引进强化工艺研究，以有效提高钢球疲劳寿命。

⑷磨球机大砂轮自动修整技术的研究和应用，改善了劳动环境，确保了机床精度，提高了钢球质量。

⑸引入2000#树脂砂轮，成功地应用于初磨工序，大大改善了环境，提高了产品质量。

⑹水溶性精研液在钢球超精加工上的应用，进一步提高了钢球的表面质量。

⑺单粒钢球测振仪的国产化，对全面控制钢球成品的动态性能起着重要作用。

所以通过G5钢球攻关，使我国钢球制造装备、工艺技术上了一个台阶，钢球的加工留量减少，生产效率的提高，钢球的表面质量有了进一步改善，对轴承噪音的影响进一步降低。

机械部对G5钢球攻关验收后，召开了两次G5钢球攻关经验交流会，把此成果向全行业推广，此成果获得了机械部科技进步二等奖。

除此之外，钢球涡流检测技术也获成功，并在行业中推广，此项目国家科技进步三等奖。

面对大批老设备，如何与先进的技术结合，进行设备改造，在这一时期的一些老企业中，均获得较理想的效果，既解决了一时的投资困难，又较快获得实用效果。

因此，这个阶段可以说是有史以来钢球技术进步最快的时期，与国际先进水平的距离明显地拉近了。

第四阶段为1991年以后，在G5攻关、大批引进技术、设备、仪器的基础上，中国钢球的制造技术得到了明显提高，钢球生产量也得到明显的扩大，中国轴承的大发展，带动了钢球的大发展，钢球的大发展带动了相关行业的大发展，专业化程度越来越强，门类越来越细，搞设备的、砂轮的、磨板的、磨料的、磨削液的、修整器的、搞油剂的、搞球坯的……，他们已各自自成体系，形成了轰轰烈烈的局面，这对促进钢球水平的提高极有好处。

通过“八五”、“九五”的努力，在相关技术的国产化上做了大量工作，一些依赖进口的，已逐步实现了国产化，钢球制造工艺又有新的发展，特别是日本于90年代初获得成功，用于批量生产的超细树脂砂轮钢球精磨技术，上海自97年初开始组织工艺攻关，化了三年时间获得成功，为中国钢球制造工艺增添了光辉的一页。

钢球技术的进步是有目共睹的，目前的生产量为世界第一，但总体质量水平与国际先进水平相比仍有不少差距，1997年机械部在青岛组织了《全国钢球质量上台阶攻关会》，有关领导根据行业的现状指出，中国钢球的问题不是数量，提高质量是振兴中国民族工业的重点，目标要瞄准当今国际最先进水平。

从此，吹响了中国钢球向国际最先进水平奋进的号角。

我们应该有充分的信心和决心，通过持续努力，中国的钢球质量水平一定可以在国际舞台上立于不败之地。

3 中国钢球工业的现状和问题中国钢球工业自1948年生产出第一批产品已有56年的历史，从技术进步和行业发展看，改革开放后的发展是最快的阶段，目前我国钢球行业已经能生产0.5~200多mm的钢球，材料以GCr15为主，还大量生产低碳、防磁、防腐蚀、耐高温、有色金属、各种陶瓷和非金属材料球，精度已经能批量生产G1000～G5，产品广泛用于轴承、工程机械、家用电器、汽车、农业机械、机床、摩托车、冶金、化工、仪器仪表……，全国钢球生产点不少于几百个，其中有上千人的大企业，也有几个人的小工厂，有从毛坯到成品独立加工的，也有只加工某一工序的，形成了一个大企业周围分布无数个小企业和生产点的大局面，这种局面加快了钢球行业的发展，但也出现了无序的竞争，这种竞争不仅在国内，而且超越了国界，中国已经成为世界上钢球企业最多的国家，也是产量最大的国家，但要成为钢球生产强国还有很多问题需要解决。