​高端軸（zhóu）承製造出來（lái）到底有多（duō）難？

軸承是機械設（shè）備中不可或缺的核心零部件，主要功能（néng）是支撐機（jī）械（xiè）旋轉體，降低摩（mó）擦係數並保證回轉精度（dù）。它是數學物理（lǐ）等理論加上材料科學、熱處理技術、精密加工和數控技術等多（duō）學科的（de）產物。無（wú）論飛機、汽車、高鐵（tiě）還是高精密機床，凡是旋轉的部分，一般（bān）都需要軸承。

當其他機件在軸上彼（bǐ）此產生相對運動時，用來保持軸的中心（xīn）位置及控製該（gāi）運動（dòng）的機件，稱為（wéi）軸承。它可用於轉軸的互相滾（gǔn）動（dòng），使轉軸（zhóu）轉動時產生的摩擦力減至最低。

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早期的直（zhí）線運動軸承，是在撬板下放置一排木杆。這個技術可以（yǐ）追溯到修建卡夫拉金字塔的時候（hòu），雖然還沒有（yǒu）明確的證據。現代直線運（yùn）動（dòng）軸承使用的是同一種工作原理，隻不（bú）過是用滾球代替滾子（zǐ）。

從重載車輪軸和機床主軸到精密（mì）鍾表零件，很（hěn）多場合都需要旋轉軸承，最簡單的旋轉軸承是軸套軸承。這種設計隨後（hòu）被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套。最早投入使用（yòng）的滾動軸承是鍾表匠約翰·哈裏遜於（yú）1760年（nián）為製作H3計時器而（ér）發明的。

按照相對（duì）運動的（de）接觸形式軸承分為： 滾珠（zhū）軸承、滾針軸承、圓（yuán）錐滾柱軸承、滑動軸承、撓性軸承、空氣軸（zhóu）承、磁懸浮軸承、寶石軸承和含油軸承等。

02

雖然軸承（chéng）結構簡單，很（hěn）多小作坊都能做（zuò）出（chū）來，但軸承具有很高（gāo）的技術含量（liàng），甚至可作（zuò）為衡量（liàng）一個國家科技、工業（yè）實力的重要標準。當（dāng）今世界科技工業強（qiáng）國無一（yī）例外都是（shì）軸承研發製造強國。

當前，國產軸承（chéng）的設計和製造技術（shù）基本上是模仿，產品開發能力低，在某些核心技術的研發領域甚（shèn）至還是空白。雖然對國內主機的配套率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸（zhóu）承，基本上依靠進口。

國產軸承製造工藝和工藝裝備技術發展緩慢，車加工數控率低，磨加工自動化水平低，全國（guó）僅有（yǒu）200多條自動生產線。對軸承壽命和可（kě）靠性至關重要的先進熱處（chù）理（lǐ）工藝和裝備，如控製氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆（fù）蓋率低，許多技術難（nán）題攻關未（wèi）能取（qǔ）得（dé）突（tū）破（pò）。

軸承鋼新（xīn）鋼（gāng）種的研發，鋼材質量的提高，潤滑（huá）、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發，尚不能適應軸承產品水平和質量（liàng）提高（gāo）的要求。

以最常見的（de）深溝球軸承為例，國外先進產品的實際壽命一般為計（jì）算壽命的8倍以上（shàng），最（zuì）高可達30倍（bèi）以上，可靠性為98%以上。

而國產軸承的壽命一般為計算壽命的3~5倍，可靠（kào）性為96%左右，差距還是（shì）很顯著的。這（zhè）對於普通的運動機械來說，問題不算太大。但是在高端領域就很難接受了（le），因此國內航空軸承、高鐵軸承、機器人（rén）軸承等基本以進口軸承為主。

03

高（gāo）鐵、大飛機、重載型武（wǔ）器等（děng）高端（duān）裝備上（shàng）都有高端（duān）軸承的使用需（xū）求，而要滿（mǎn）足高端軸承在精度、性能、壽命（mìng）和可靠性等方麵的要求，軸承（chéng）材（cái）料的高質量和可靠（kào）性是決定性因素。

▲維護F110發動機風扇軸承（chéng）

由於物體的高速旋（xuán）轉，軸承的各個部位要承受變應力、高頻（pín）的作（zuò）用，一般單位麵積壓力高達每平方毫米1500到5000N在這些因素的作用下，軸承很（hěn）容易產生應力（lì）疲勞，進而造成疲勞剝落，使得軸承失去其作用，與此同（tóng）時滾（gǔn）動軸承（chéng）還需承受離心力、摩擦力、高溫、腐（fǔ）蝕等因素，這也使得要造好軸（zhóu）承，就得用（yòng）好鋼。

在滾（gǔn）動軸承的四大組成部分中，除保持器外，內、外（wài）套圈、滾動體（滾珠、滾柱或滾針）都是由（yóu）軸承鋼（gāng）組成，而軸承（chéng）鋼素有“鋼中之王”的稱號，是鋼鐵生產中要求（qiú）最嚴的鋼種（zhǒng）。

軸承鋼的質量主要取決於以下四個因素：一是鋼中的夾雜物含量、形態、分布和大小；二是鋼中（zhōng）的碳化物含量、形態、分布和大小；三是鋼中的中心疏鬆縮（suō）孔和中心偏（piān）析（xī）；四是軸承鋼產品性能的一致性（xìng）。這四個因素可以歸納為純淨度和均勻性指標。

▲高端軸承鋼中均勻細小的碳化物組（zǔ）織和熱處理後均勻分布的細小碳化物

其中，純淨度（dù）要求材（cái）料中的夾雜物盡量少，純淨度的好壞對軸承的疲勞壽命有（yǒu）直接影響；而均勻性（xìng）則要求材（cái）料中的夾雜物和碳（tàn）化物顆粒細（xì）小、彌散，這會影響到軸承製（zhì）造（zào）中熱處理後的變形、組織均勻性等。

我們國家製軸工藝已經接近世界頂尖水平，但（dàn）材質——也就是高端軸承用鋼幾乎全（quán）部依賴進口。

“PPM”在煉鋼中是氧含量的單位，意指百萬分率或百萬分之幾。一（yī）般而言，在鋼（gāng）鐵行業，8個PPM的鋼（gāng）屬於好鋼；5個PPM的鋼屬（shǔ）於頂級鋼（gāng），正是高端軸承所需要的（de）。

煉鋼過程中加入稀土，就能（néng）使原本優質的（de）鋼（gāng）變得（dé）更加“堅強”。但怎麽加（jiā），這是世界軸承巨頭們的核心秘密。