一、軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)質量(liang)往往直接決定(ding)了軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)產(chan)(chan)品(pin)的(de)最(zui)終(zhong)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能(neng)(neng)，因(yin)此，先(xian)進(jin)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)(shu)的(de)研(yan)發與(yu)應用(yong)(yong)(yong)始終(zhong)受到世(shi)界(jie)各國(guo)(guo)的(de)高(gao)度關注。軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)作為特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)最(zui)具(ju)代表性的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種，是(shi)目(mu)前生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)難(nan)度最(zui)大(da)，質量(liang)要(yao)求最(zui)為苛刻的(de)特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種之(zhi)一。軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)穩定(ding)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)質量(liang)水(shui)平(ping)(ping)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度上代表了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵企(qi)業高(gao)品(pin)質特(te)殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)(shu)能(neng)(neng)力和綜(zong)合管理水(shui)平(ping)(ping)。我國(guo)(guo)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)量(liang)已(yi)(yi)連續(xu)十(shi)余年(nian)位居世(shi)界(jie)第(di)一。尤其是(shi)近年(nian)來，隨(sui)著綜(zong)合國(guo)(guo)力和冶金(jin)技術(shu)(shu)水(shui)平(ping)(ping)的(de)提升，我國(guo)(guo)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)質量(liang)更是(shi)有了長足進(jin)步。國(guo)(guo)內軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)骨干企(qi)業陸續(xu)引進(jin)和建(jian)設了具(ju)有當(dang)前先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)(ping)的(de)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)，使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)硬件(jian)條件(jian)和生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝已(yi)(yi)接近或達(da)到國(guo)(guo)際先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)(ping)。國(guo)(guo)內大(da)型軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)企(qi)業已(yi)(yi)普遍采用(yong)(yong)(yong)EAF-LF-VD-IC/CC等(deng)先(xian)進(jin)工藝和裝備。國(guo)(guo)產(chan)(chan)優質軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)氧含量(liang)、夾(jia)雜物和偏析(xi)控制等(deng)方面已(yi)(yi)經(jing)與(yu)國(guo)(guo)外沒有明顯差距。部(bu)分鋼(gang)(gang)(gang)(gang)企(qi)的(de)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)品(pin)也已(yi)(yi)經(jing)獲得(de)國(guo)(guo)際著名(ming)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)企(qi)業如SKF、NSK、FAG等(deng)的(de)認(ren)證，并取得(de)了一定(ding)市場(chang)份額。

  國(guo)(guo)內外(wai)(wai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展，始(shi)終(zhong)圍繞提高(gao)純凈度和(he)(he)均質(zhi)化(hua)程度兩(liang)個方面。有研究表明(ming)：軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸疲勞(lao)壽(shou)命L10與(yu)單位體積內的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)物(wu)長度存在(zai)負(fu)指數關(guan)系。而夾(jia)雜(za)(za)物(wu)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)又與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)氧含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)密切相關(guan)。氧含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)越高(gao)，夾(jia)雜(za)(za)物(wu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)也越高(gao)，接(jie)觸疲勞(lao)壽(shou)命就低。因(yin)此(ci)，軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)冶金質(zhi)量(liang)(liang)(liang)不僅體現在(zai)夾(jia)雜(za)(za)物(wu)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)、尺寸(cun)(cun)和(he)(he)分(fen)(fen)布(bu)控(kong)制(zhi)(zhi)上(shang)，而且體現在(zai)O、S、P、Ti等元(yuan)素含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)上(shang)。國(guo)(guo)外(wai)(wai)真空脫(tuo)氣軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)氧含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)已(yi)(yi)(yi)經可(ke)以穩定控(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)5ppm水(shui)平(ping)，夾(jia)雜(za)(za)物(wu)最大(da)尺寸(cun)(cun)≤11μm。國(guo)(guo)內優質(zhi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)也達到了類似指標(biao)。隨著軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)純凈度的(de)(de)(de)(de)不斷提高(gao)，碳化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)、尺寸(cun)(cun)和(he)(he)分(fen)(fen)布(bu)已(yi)(yi)(yi)經逐漸(jian)成為影響(xiang)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)壽(shou)命和(he)(he)可(ke)靠性繼續提升(sheng)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵因(yin)素。應該(gai)指出，針對(dui)(dui)國(guo)(guo)內外(wai)(wai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展現狀，在(zai)氧含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)、夾(jia)雜(za)(za)物(wu)和(he)(he)偏析控(kong)制(zhi)(zhi)等問題得到相對(dui)(dui)有效地解決之后，碳化(hua)物(wu)調控(kong)已(yi)(yi)(yi)成為目前國(guo)(guo)內外(wai)(wai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)先進(jin)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)研發所面臨的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵問題和(he)(he)重要方向。本(ben)文在(zai)簡要分(fen)(fen)析國(guo)(guo)內外(wai)(wai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)生產(chan)(chan)技(ji)術(shu)發展現狀的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)，介紹(shao)了西北工業(ye)大(da)學近年來研發的(de)(de)(de)(de)強力旋軋（Power Torsional Rolling,簡稱PTR）改性技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)原理，及其(qi)在(zai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)碳化(hua)物(wu)尺寸(cun)(cun)、分(fen)(fen)布(bu)調控(kong)方面的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)研究結果。

  二、軸承(cheng)鋼質量(liang)提升的(de)關鍵問題(ti)

一(yi)般(ban)認(ren)為，軸承鋼冶金質(zhi)量(liang)的典型指標主要(yao)包括(kuo)5個方面：①氧含(han)量(liang)；②夾雜物含(han)量(liang)、尺(chi)寸和(he)(he)分布；③碳化物含(han)量(liang)、尺(chi)寸和(he)(he)分布；④疏松(song)和(he)(he)偏析(xi)；⑤各向同(tong)性程度和(he)(he)性能穩定性。

由(you)于大(da)(da)尺寸氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)是(shi)非金屬夾雜(za)中(zhong)對軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)影響(xiang)最大(da)(da)的(de)缺陷，同時(shi)，鋼(gang)中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)元(yuan)素又具有(you)氧(yang)(yang)致(zhi)析出效應，因(yin)此對于軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)，尤(you)其是(shi)高(gao)(gao)碳鉻軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)，全(quan)(quan)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)是(shi)評價其純凈度的(de)一個(ge)重要指標，由(you)溶解氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)兩(liang)部(bu)分組成。降低鋼(gang)中(zhong)的(de)全(quan)(quan)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)能(neng)夠大(da)(da)幅度提(ti)高(gao)(gao)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)的(de)疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)和(he)可靠性(xing)。因(yin)此，在軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)生(sheng)產技術(shu)(shu)的(de)發(fa)展中(zhong)，全(quan)(quan)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)甚至被(bei)認為是(shi)技術(shu)(shu)劃代(dai)的(de)主(zhu)要依據。尤(you)其以瑞典SKF和(he)日(ri)本山陽(yang)特鋼(gang)最具代(dai)表性(xing)。其生(sheng)產軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)的(de)全(quan)(quan)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)由(you)鋼(gang)包脫氣時(shi)代(dai)的(de)30-50ppm發(fa)展到(dao)目前采用SNRP法的(de)4-6ppm，疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)L10提(ti)高(gao)(gao)了約30倍，對整個(ge)世(shi)界軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)生(sheng)產技術(shu)(shu)的(de)發(fa)展產生(sheng)了重要影響(xiang)。同時(shi)，當全(quan)(quan)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)降低到(dao)5ppm水平(ping)以后(hou)，繼續降低氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)所(suo)獲(huo)得的(de)性(xing)能(neng)提(ti)升的(de)收益已不明顯(xian)，但(dan)卻會導致(zhi)生(sheng)產成本的(de)明顯(xian)增加，所(suo)以隨后(hou)世(shi)界各國的(de)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)一直維持相對穩(wen)定的(de)水平(ping)，未再發(fa)生(sheng)明顯(xian)變化(hua)。

大(da)(da)量研(yan)(yan)究表(biao)明(ming)，軸承(cheng)(cheng)兩(liang)大(da)(da)失效形式之一的(de)(de)疲勞剝落，往(wang)往(wang)與(yu)鋼中(zhong)的(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜物密切(qie)相(xiang)關，其(qi)中(zhong)又以B類(lei)(lei)、D類(lei)(lei)、DS類(lei)(lei)夾(jia)(jia)(jia)雜物的(de)(de)影響最為(wei)顯著。因此，夾(jia)(jia)(jia)雜物的(de)(de)含(han)量、尺寸和(he)(he)分(fen)(fen)布(bu)控(kong)制水(shui)平是衡量軸承(cheng)(cheng)鋼質(zhi)量的(de)(de)又一個重要指標(biao)。為(wei)了(le)(le)理想的(de)(de)獲得夾(jia)(jia)(jia)雜物控(kong)制效果，國(guo)外先(xian)進軸承(cheng)(cheng)鋼企業針對不(bu)同(tong)類(lei)(lei)型的(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜物，分(fen)(fen)別(bie)從(cong)夾(jia)(jia)(jia)雜物來源、成因和(he)(he)控(kong)制措施等方面開展了(le)(le)系統化(hua)研(yan)(yan)究，研(yan)(yan)發了(le)(le)各具(ju)特色的(de)(de)高純和(he)(he)超高純軸承(cheng)(cheng)鋼生(sheng)產工(gong)藝(yi)和(he)(he)生(sheng)產系統。表(biao)1給出(chu)了(le)(le)國(guo)外知名企業軸承(cheng)(cheng)鋼的(de)(de)雜質(zhi)元素和(he)(he)夾(jia)(jia)(jia)雜物控(kong)制水(shui)平。表(biao)中(zhong)r為(wei)氧化(hua)物夾(jia)(jia)(jia)雜的(de)(de)最大(da)(da)直徑。