Каково состояние и направление развития подшипниковой стали в Китае?

Подшипники широко используются в основных областях оборудования, таких как горное оборудование, прецизионные станки, металлургическое оборудование, тяжелое оборудование и высокотехнологичные автомобили, а также в новых отраслях промышленности, таких как ветроэнергетика, высокоскоростной железнодорожный транспорт и авиакосмическая промышленность. Подшипники, производимые в Китае, в основном представляют собой подшипники среднего и низкого уровня, а также подшипники малого и среднего размера, которые характеризуются избытком на низком уровне и недостатком высокого уровня. По сравнению с зарубежными странами существует большой разрыв между высококачественными подшипниками и крупными подшипниками. Специальные подшипники колесных пар китайских высокоскоростных железнодорожных пассажирских вагонов необходимо импортировать из-за границы. В ключевых подшипниках, используемых в аэрокосмической отрасли, на высокоскоростных железных дорогах, в высокотехнологичных автомобилях и других отраслях промышленности, существует большой разрыв между китайскими подшипниками с точки зрения срока службы, надежности, значения Dn и грузоподъемности. Например, срок службы подшипников коробки передач зарубежных автомобилей составляет не менее 500 000 километров, в то время как ресурс отечественных аналогичных подшипников составляет около 100 000 километров, а надежность и устойчивость оставляет желать лучшего.

Авиационный аспект

В качестве ключевого компонента авиадвигателя второе поколение подшипников авиационно-космического двигателя с тяговым усилием 15-20 разрабатывается за рубежом и будет готово к установке в самолет 5-го поколения к 2020 году. Соединенные Штаты разработали второе поколение подшипниковой стали для авиационно-космических двигателей. Типичные марки стали - высокопрочная коррозионно-стойкая подшипниковая сталь CSS-42L, стойкая к температуре 500 ° C, и подшипник из нержавеющей стали с высоким содержанием азота, стойкий к температуре 350 ° C. Ведется разработка подшипников для второго поколения авиакосмических двигателей.

Автомобильный аспект

Для автомобильных ступичных подшипников в Китае широко используются ступичные подшипники первого и второго поколения (шарикоподшипники), а в Европе - ступичные подшипники третьего поколения. Основными преимуществами ступичных подшипников 3-го поколения являются надежность, малое расстояние между полезными грузами, простота установки, отсутствие необходимости регулировки и компактная конструкция. В настоящее время большинство импортных моделей в Китае используют этот легкий интегрированный конструктивный ступичный подшипник.

Железнодорожный транспорт

В настоящее время китайские железнодорожные подшипники для сверхмощных поездов изготавливаются из отечественной науглероженной стали G20CrNi2MoA, полученной электрошлаковым переплавом, а зарубежная высокочистая подшипниковая сталь (сталь EP), технология вакуумной дегазации и плавки, технология гомогенизации включений (сталь IQ) Технология стали с длительным сроком службы (сталь TF ), технология тонкой термообработки, технология сверхупрочнения поверхности и передовая технология смазки уплотнений применяются при производстве и изготовлении подшипников, что значительно увеличивает срок службы и надежность подшипников. Электрошлаковая подшипниковая сталь в Китае не только низкого качества, но и стоит на 2000-3000 юаней за тонну дороже, чем сталь, подвергнутая вакуумной дегазации. В будущем Китаю необходимо разработать подшипниковую сталь сверхвысокой чистоты, мелкозернистую, гомогенизированную и стабильного качества для вакуумной дегазации, чтобы заменить используемую в настоящее время электрошлаковую подшипниковую сталь.

Энергия ветра

Что касается ветроэнергетических подшипников, Китай в настоящее время не может производить подшипники шпинделя и подшипники увеличения скорости с высоким техническим содержанием, в основном полагаясь на импорт, а локализация подшипников для ветряных турбин мощностью более 3 МВт не решена. Чтобы улучшить прочность, ударную вязкость и срок службы подшипников ветроэнергетики, была принята новая специальная термообработанная сталь SHX (40CrSiMo). Для подшипников рыскания и тангажа твердость поверхности, твердость поверхности, ширину мягкого ремня и ширину упрочненного слоя контролировали с помощью термообработки с индукционной закалкой. Поверхностная трещина; азотирование подшипников редуктора и подшипников шпинделя, что приводит к более стабильной объемной доле остаточного аустенита (30% -35%) и большому количеству мелких карбидов и карбонитридов на поверхности детали, что увеличивает срок службы подшипника в условиях загрязненной смазки.

Для увеличения срока службы и повышения точности работы подшипников прокатных станов необходимо проводить исследования и разработки в области вакуумной дегазации сверхвысокой чистоты и плавки подшипниковых сталей, таких как GCr15SiMn и G20Cr2Ni4, для прокатных станов и больших объемов аустенита. контрольная термообработка опорных поверхностей. Японские компании NSK и NTN Bearing Company разработали технологию упрочнения поверхности аустенита, в результате чего были разработаны подшипники TF и подшипники WTF за счет увеличения содержания аустенита в поверхности, тем самым увеличивая срок службы подшипников в 6-10 раз.

В будущем направление исследований и разработок подшипниковой стали в Китае в основном отражается в четырех аспектах:

Во-первых, экономическая чистота: исходя из соображений экономии, дальнейшее улучшение чистоты стали, снижение содержания кислорода и титана в стали и достижение массовой доли кислорода и титана в подшипниковой стали менее 6 × 10- 6 и 15 соответственно. Уровень × 10-6 снижает содержание и размер включений в стали и улучшает равномерность распределения.

Во-вторых, организационная доработка и гомогенизация: за счет применения конструкции легирования и контролируемой прокатки и контролируемого процесса охлаждения, дальнейшее улучшение однородности включений и карбидов, уменьшение и устранение сетчатых и ленточных карбидов, уменьшение среднего и максимального размера частиц. Размеры, достигающие целевого среднего размера карбида менее 1 мкм; дальнейшее увеличение размера зерна матричной структуры для дальнейшего измельчения зерна подшипниковой стали.

В-третьих, уменьшить дефекты ткани с низкой складкой: дополнительно уменьшить расшатывание центра в несущей стали, центральное усадочное отверстие и сегрегацию центрального компонента, а также улучшить однородность структуры с низкой складкой.

В-четвертых, это высокая ударная вязкость подшипниковой стали: благодаря новому легированию, оптимизации процесса горячей прокатки и исследованиям процесса термообработки повышается ударная вязкость подшипниковой стали.