高品质轴承钢需求及质量控制

•2010年1-9月
•进出口量和价格相差悬殊，出口中 低端产品为主，进口高端产品。
•SKF中国铁路业务部副总经理黄志竟然坦言：“轴承在整个车的配置中虽然只占很小一 块，但高铁这样的产品项目不容任何闪失。轴承最主要的在于可靠性，安全是第一的。 中国高铁轴承市场因国有产品不足，而给外资厂商留下了较大空间，足以持续到2020年 。” •严重制约了国内高速铁路客车产业的正常发展，影响了高速铁路客车轴承的国产化配套 。 • 未来五年铁路轴承市场营销总额就可达近20亿元。开发高铁轴承填补空白、顶替进口 ，刻不容缓。
•2.残留奥氏体量控制：在相同的回火温度下，GCr15SiMn钢的残余奥氏体含量比GCr15钢高很 多。GCr15经淬火和回火后，残余奥氏体一般为百分之十几，GCr15SiMn钢热处理后的残余奥 氏体高达百分之二十几。较高的残余奥氏体含量导致轴承尺寸的不稳定，轴箱轴承常因此产生内 孔直径的胀大，使轴承与轴颈的配合过盈量得不到保证，从而出现透锈和弛缓现象。
•1996年~2010年全球风电装机容量发展趋势图
➢全球风力发电装机容量在2010年 增长约为40GW，总装机容量达到 200GW
➢到2014年将再翻一倍达到400GW
•来源于全球风能协会《2010年各国风电装机统计 》
• 未来风电有着很大的发展空间。2010年，欧洲的风电市场发展创下新纪录：有308台海上风 力发电机安装，装机容量比2009年增加了51%。价值26亿英镑的五个风电场总装机容量为883兆瓦 (MW)，发电量可达2964MW。
•根据《中长期铁路网规划（2008年调整） 》 ✓到2012年我国将建成42条高铁客运专线 ✓总里程将超过1.3万公里 ✓✓“这十对二动五车”组期将间形，成2800101列年的全新国增铁需路求计；划基建 投资7000亿元人民币
✓到2020年我国高速铁路里程将达1.8万公里
• 2010年10月26日，拥有自主知识产权的“和 谐号”CRH308A新一代高速列车动车组最高时 速达416.6公里，创下当时世界运营铁路运行试 验最高速度。但这一“陆上航班”所用轴承我国 均无法生产。
• 采用G20CrNi2MoA渗碳轴承钢制造的轴承，除表面具有高的硬度、耐磨、高的疲劳 强度、良好的尺寸稳定性外，轴承内部还具有高的韧性，用于制造承受冲击较大铁路机 车有优势。
•b.风电轴承的现状
• 在传统能源的相对匮乏、环境压力以及地缘政治的强烈不安全感，使得各国 在发展包括风电在内的可再生能源方面不遗余力。
•高铁轴承组织与性能特点
•1.合理的硬度梯度分布：铁路机车上的使用经验表明，GCr15SiMn钢种淬透性好，表层和心 部的硬度几乎相等，都可在HRC60以上。这样的硬度分布，对承受剧烈冲击负荷的轴箱轴承并不 合适，内外套圈和滚子脆性大，冲击韧性低，容易发生裂损； • GCr15钢淬透性差，经适当热处理后，表层硬度可达HRC60-63，而心部较软，既能保证轴承 有足够的疲劳寿命与磨损寿命，又具有承受冲击负荷的优良性能。
• GCr15钢淬透性差，经适当热处理后，表层硬度可达HRC60-63，而心部较软，这样， 既能保证轴承有足够的疲劳寿命与磨损寿命，又具有承受冲击负荷的优良性能。
• 研究还表明，在相同的回火温度下，GCr15SiMn钢的残余奥氏体含量比GCr15钢高很多 。GCr15经淬火和普通回火后，残余奥氏体一般为百分之十几，而GCr15SiMn钢热处理 后的残余奥氏体高达百分之二十几。较高的残余奥氏体含量导致轴承尺寸的不稳定，轴箱 轴承常因此产生内孔直径的胀大，使轴承与轴颈的配合过盈量得不到保证，从而出现透锈 和弛缓现象。
高品质轴承钢需求及质 量控制
2020年8月1日星期六
•目 录
•一、轴承钢现状及高品质轴承钢需求
•二、轴承钢产品分类及标准
•三、轴承钢质量控制关键技术
•一、轴承钢现状及高品质轴承钢需求
•1 轴承现状：高端轴承国内不能提供，依赖进口。
•轴承是国家重大技术装备的关键零部件，目前轿车、高铁、风电、精密机床、大型机 械主轴配套轴承等重型装备用的高端轴承一直是中国轴承行业的软肋，长期依靠进口 。
• 我国轴承行业规定的高铁轴承钢种为GCr15钢和GCr15SiMn钢 ；
• 对于壁厚大于12mm或外径≥250mm的轴承套圈及直径大于22mm的滚子，规定必须 采用GCr15SiMn钢，因为这一钢种淬透性好，表层和心部的硬度几乎相等，都可在 HRC60以上。 • 但是铁路机车上的使用经验表明，这样的硬度分布，对承受剧烈冲击负荷的轴箱轴承并 不合适，内外套圈和滚子脆性大，冲击韧性低，容易发生裂损。
•3.纯净度：氢的存在，易在钢中形成白点，这是产生裂纹的潜在根源；氮会增加钢的回火脆性 ；氧化物硬度高，而难变形的氧化物等非金属夹杂物氧化铝、氧化铁等则是产生疲劳的起点。
•高铁发展 •--运行Hale Waihona Puke Baidu速在200公里以上的铁路
➢2007年4月18日之前，中国还没有一条可以称为“高速”的铁路 ➢2010年全国铁路营业里程达到了9.1万公里，高铁运营里程达到了8358公里， • 占世界高铁总里程超过30％，稳居世界第一； • 几年前，中国铁路还以100公里左右时速“匍匐前进” • 现在，中国高铁最高运营试验时速达到486.1公里，堪称“陆地飞行”
•a.高铁轴承—我国高速铁路迅猛发展，
2007-2010年不到四年的功夫，运营里程达到了 8358公里，占世界高铁总里程超过30％；高铁时 速继380公里的高速列车下线之后，又开始研发时 速500公里的高速列车系统。 • 时速超过200公里的高速列车轴承全部进口，被 国外轴承企业垄断：瑞典SKF、德国FAG轴承、 INA轴承、日本NTN、NSK等公司。一个部件破损 要整个轮对进口。 •2009年2月6日，日本NSK轴承公司与中国南车集 团合作，成功签下武广高铁30个编组的轴箱轴承订 单；2010年3月，瑞典SKF轴承宣布与中国铁道部 在原来4年合约的基础上再续约4年； •2010年10月，日本NTN轴承在中国境内最大的 生产基地落户南京，一期投资1亿美元，建设用于 高速铁路、地铁及风力发电所用轴承的生产基地。