“轴承钢”专题之四|关于轴承产业高质量发展的思考

“轴承钢”专题之四|关于轴承产业高质量发展的思考

  • 2021年01月26日 16:13
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:轴承钢,高质量发展
[导读]到底国产轴承和轴承钢现状如何?与国际先进水平差距有多大?建成轴承强国和轴承钢强国要突破哪些障碍?

中国铁合金网讯:

近些年来,轴承和轴承钢成了社会热门话题。到底国产轴承和轴承钢现状如何?与国际先进水平差距有多大?建成轴承强国和轴承钢强国要突破哪些障碍?本文谈了几点看法,供读者参考。
 
1 关于轴承标准
 
1.1现状
 
截至2020年10月,轴承行业共有政府主导标准250余项,其中国家标准126项,行业标准99项,地方标准若干项。市场主导标准体系以企业标准为主,中国轴承工业协会(简称:中轴协)团体标准已经起步,标准化体系得到进一步完善。国家标准和行业标准(含指导性技术文件)中,包括基础标准24项,产品标准162项,方法标准42项。标准的覆盖更加全面,产品标准覆盖面100%,方法标准基本覆盖共性技术过程,管理标准有待加强。量大面广类产品及零部件标准的配套能力增强。
 
国际标准化水平有了进一步提高。我国轴承行业参与国际标准制修订工作取得实质性突破:主导(召集人)制订的国际标准已经发布一项;已采纳我国相关提案的国际标准两项。轴承国际标准转化率90%,尚待转化标准五项。
 
标准的宣贯一直是行业的薄弱环节,但“十三五”期间取得了进步。主要表现在高碳铬轴承钢标准、工业机器人减速机轴承标准和风电机组系列标准的宣贯、实施方面,得到了企业的普遍重视,推动相关产品质量水平显著提升。
 
1.2“十四五”标准化工作建议
 
1)轴承需要融入主机(零部件、总成)作综合考虑。要从市场化、产业协同发展、自主化、高质高效、政府主导+市场主导标准等方面共同构建机械工业新标准体系。
 
2)重视瓶颈问题的解决。中轴协2020年上半年按照工信部要求,梳理了影响轴承行业发展的五个瓶颈问题:民用航空轴承、高铁动车组轴承、轴承专用装备、盾构机主轴承和轴承钢。瓶颈形成的原因既有技术方面的,也有产业链协同方面的,需要产业链所有环节共同研讨。
 
3)标准化支持高质量发展。轴承行业现行的标准化组织体系还不能适应行业高质量发展的需要。存在的最大问题是政府主导的标准缺少创新性,多为ISO/TC4转化标准和修订的老标准,缺少基础技术支撑和积累;市场主导的团体标准组织(中轴协团体标准工作委员会)还不健全,工作开展也不得力;企业标准没有受到应有的重视;管理标准只适应企业内部工作协调,不适应产业链环节的协同和产业链现代化发展需要。“十四五”期间,行业应围绕产业基础能力高级化和产业链现代化建设,站在全产业链范畴,深入到产业基础能力上开展工作。要积极倡导行业力量,改善目前存在的问题,让标准化助行业高质量发展一臂之力。
 
4)标准宣贯、实施是发挥标准引领作用的前提。行业数千家企业产品殊异,基础技术能力极不平衡。尤其是对标准化工作的认识,对深度理解标准,对建设实施标准的条件等方面缺乏积极性,或不知道该怎么去做。需要有专业化的标准工作者去指导、宣贯和讲解。全国轴承标准化技术委员会是行业标准化工作的专家队伍,但作用没有得到充分发挥。标准化委员会所在单位应积极支持委员的工作,除了积极参与标准制修订,还要发挥宣贯、实施标准的指导与督助作用。
 
5)强化标准对轴承产业发展引领作用重要性的共识。要做好上面谈到的标准宣贯和实施,关键还在于形成对标准引领行业发展重要作用的共识,尤其是企业管理层的共识。标准是高质量的保证,是能够降成本、提高效率和效益的有效措施,是引领企业技术进步、管理达标的先导。社会上有一种流行的调侃:三流企业做产品,二流企业做技术,一流企业做标准。企业管理层需要认真理解其中的奥妙。
 
2 轴承产品的发展
 
2.1相关产业数据
 
2019年我国轴承行业实现营业收入1770亿元;出口轴承创汇53.21亿美元;进口轴承用汇36.45亿美元;贸易顺差16.76亿美元。
 
2019年国内年产轴承200亿套以上;市场需求稳定在1200亿元左右;进口轴承22.33亿套,70%以上为中高端产品,主要用于民用航空、风电(增速器与主轴)、盾构掘进机、高速精密机床主轴和机器人减速器、高速铁路客车轴箱、高档轿车(轮毂和变速器)和进口设备维修等主机领域。高端应用领域的进口依赖度大致也在70%左右。
 
2.2高端轴承产品与国际先进水平的差距
 
我国轴承工业与国外先进水平的差距主要表现在产品、技术水平、企业发展战略三个方面。轴承产品差距主要表现在高端轴承的服役性能上,存在的主要问题如下:
 
1)产品质量的一致性差距。同一批轴承中各种质量参数的离散度较大,如公差分布的集中度不稳定;疲劳试验中最高寿命与最低寿命之比甚至相差数十倍,由此影响到长寿命与高可靠性领域的应用。
 
2)动态性能差距。尽管国产轴承在静态精度上与国外先进水平比较接近,微小型轴承已能比肩国外先进公司的产品水平,但真正反映轴承使用状态的动态性能(振动、噪声、摩擦)尚有差距,尤其是滚子轴承和中、大型球轴承差距较大。不仅检测结果存在差距,性能的保持性也同样存在较大差距,满足性能要求的运行时间相对较短。
 
3)寿命可靠性低。这是国内外用户反映最普遍、也最强烈的问题。国产轴承的使用寿命平均只能达到国外产品的一半左右。经疲劳寿命试验得到的国内外轴承的寿命指数(试验寿命与计算寿命之比)差2-6个值,相应可靠度差2个百分点以上。
 
2.3技术差距的表现
 
1)可靠性设计技术,动力学模拟仿真分析技术,数字化试验技术,大数据应用技术(采集、分析、处理的专用工业软件);
 
2)检测、试验技术(几何量的检测精度、物理量的检测、非接触式检测)、仪器设备、试验规程、实验室建设等;
 
3)优质轴承钢的质量稳定性,高级优质、特级优质轴承钢的质量性能达标率,轴承钢改性处理、表面处理技术,轴承钢服役性能分析技术;
 
4)国内高精度加工装备尚不能满足离散型制造产品一致性的要求,尤其是加工高精度、高可靠性滚动轴承类产品。
 
3 从轴承行业视角看当前国产轴承钢
 
最近一段时间,轴承和轴承钢已被提到高端领域“卡脖子”项目之列。大飞机发动机主轴轴承、高速铁路客车轴箱轴承、高速精密机床主轴轴承、机器人减速机轴承、盾构机主刀盘轴承、CT机主轴承等基本依赖进口。
 
3.1我国轴承钢发展的巨大进步
 
我国轴承钢的生产取得了显著的进步:1)400万吨产能满足了国内轴承需求80%以上的市场份额;2)涌现出一批优势轴承钢企业,如获得中国钢铁工业协会轴承钢金杯奖的企业,获得中轴协和中钢协联合推荐的优秀供应商企业,近年还有一批市场表现很强势的企业;3)有些新钢种填补了国内高端轴承钢领域的空白;4)提高了进军国际市场的能力和技术水平。
 
3.2与国际先进轴承钢的差距
 
从轴承行业的视角看,国产轴承钢部分达到国际先进水平,高端领域、服役性能方面尚有差距:1)一些标志性轴承产品用钢仍需进口,这些标志性产品大部分受到轴承钢的制约;2)航空发动机主轴轴承用钢的耐高温性能,国际领先水平达到500℃以上,国内水平才300℃左右;3)轴承钢力学性能(应力与变形)的各向同性;4)特殊领域、极端工况条件下的轴承用钢;5)轴承钢的检测与分析技术、性能试验技术,数据的广泛性、长期性、科学性与可信度,数据库建设;6)材质水平与服务水平,如热处理性能、表面处理性能、用户特殊要求等得不到有效地满足。
 
3.3轴承制造企业的反馈
 
轴承制造企业反馈如下:1)高端轴承专用钢需求量少,钢企不愿承接试制;2)高速机床主轴轴承材料的高速性能(精度保持性、热敏感性)无法满足;3)滚动体用钢的工艺性能(尺寸稳定性、成型性能)用户现场使用和第三方对比试验与国际先进水平差距较大;4)通用轴承钢表面质量、夹杂物含量、偏析、组织粗大等物理性能问题较为普遍。
 
3.4行业市场表现
 
3.5实现材料供应商向材料服务商的转变
 
1)增加轴承钢品种,逐步做到个性化供给。
 
3)轴承钢生产企业应延伸技术服务,把质量与技术服务延伸到轴承制造企业和轴承产品上,指导轴承企业充分用好轴承钢,挖掘优质轴承钢的服役潜力,促进轴承质量提升。
 
4)强化轴承钢市场的第三方监管,监管方的检验取样应从市场(轴承钢市场或轴承企业钢材库)随机抽取,以保证轴承钢质量水平的真实性。
 
5)轴承钢生产企业需要积累更多的检测试验数据、主机服役数据,为轴承钢质量赶超国际先进水平提供证据和支撑,也为轴承企业用好轴承钢提供指导和设计依据。数据需要长期、重复积累,才具有高可靠度,才能显示出必然性。
 
6)要从轴承产业基础能力高级化和产业链现代化的高度来构建轴承和轴承钢两个行业的战略合作。中轴协愿和中钢协、中国特钢协通力协同,推进这一战略合作的落实,既要开花,更要结果。
 
4 总结
 
从产业角度看,无论是轴承、轴承钢还是轴承专用设备,都已经具备了突破高端产品的基础与实力。但突破是渐进式的,需要积累,因而也需要时间。由于涉及复杂的技术与应用系统工程,不会是三年两载的事,或许要十年八年之功,但一定要不舍昼夜、只争朝夕,要脚踏实地、兢兢业业。
 
轴承、轴承钢和轴承设备的高质量都是制造出来的,对此我们已有共识。但高水平的产品更是“用”出来的,这一点尚未形成共识。如果我们不能在产业领域的典型应用中提高对轴承、轴承钢和轴承设备高性能的认知,不懂得在实用中改进、在实用中提高,那么我们仍然会陷进无法突破的尴尬僵局。轴承、轴承钢和轴承制造专用设备都有一个共性的不足——缺乏对高性能的不懈追求。轴承产品多停滞在几何精度的水平,迫切需要在满足不同工况条件下的各种个性化性能需求方面下功夫;轴承钢多停滞在化学成分(化学冶炼)的层面,需要对服役性能的物理指标(均匀细质化组织、动力学特性等)增强认知和实践;而轴承专用设备则停滞在功能实现的档次,对功能的稳定性、可靠性、持久性没有或少有发力去获得用户满意度。 (中国轴承工业协会高级顾问 卢刚)
 
内容来源:世界金属导报
 

 

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