​高端軸承製造出來到底有多難（nán）？

軸承是機械設備中不可或缺的核心零（líng）部件，主要功能是支撐機械旋轉體，降低摩擦係（xì）數並保證回轉精度。它是數學物理等理論加上材料科學、熱處理技術、精密加工（gōng）和數控技術等多學科的產物。無論飛機、汽（qì）車、高鐵還是高精密機床，凡是旋轉的部分，一般都需要軸承。

當其他機件在軸上彼此產生相對運（yùn）動時，用來保持軸的中心位置（zhì）及控製該運動的機件，稱為軸承。它可用於轉軸的互相滾動，使轉（zhuǎn）軸轉動時產生（shēng）的摩擦力減至最低（dī）。

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早（zǎo）期的直線運動軸承，是在撬板下放置一排木杆。這個技術可以追溯到修建卡夫拉金字塔的時候，雖然（rán）還沒有明確的證據。現（xiàn）代直線運動軸（zhóu）承使用的是同一（yī）種工作原理，隻不過是用滾球代替滾子。

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

按照相對運動的接觸形式軸承分為： 滾珠軸承、滾（gǔn）針軸承、圓錐滾柱軸（zhóu）承、滑動軸承、撓性軸承、空氣軸承、磁懸浮軸承、寶石軸承和含油軸（zhóu）承等。

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雖然軸承結構簡單，很多小（xiǎo）作坊（fāng）都能做出來，但軸承（chéng）具有（yǒu）很（hěn）高（gāo）的技術含量，甚至可作為衡量一個國家科技、工業實力的重要標準。當今世（shì）界（jiè）科技工業強國無（wú）一（yī）例（lì）外都是（shì）軸承研發製造強國。

當前，國產軸承的設計和（hé）製造技術基本上是模仿，產品（pǐn）開發能（néng）力低，在某些核心技術的研發領域甚至還是（shì）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（gāo）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（běn）上依靠進口。

國（guó）產軸承製造工藝和（hé）工藝裝備技術發（fā）展緩慢，車加工數控率低，磨加工自動化水（shuǐ）平低，全國（guó）僅有200多條自動（dòng）生產線（xiàn）。對（duì）軸承壽命和可靠性至關（guān）重要的先進熱處（chù）理工（gōng）藝和裝（zhuāng）備，如控製氣（qì）氛保護加熱、雙細（xì）化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術難題攻關未能取得突破。

軸承鋼（gāng）新鋼種（zhǒng）的研發，鋼材（cái）質量的提高（gāo），潤滑、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提高的要求。

以最常見的深溝球軸承為例，國外（wài）先進產品的實際壽命一般（bān）為計算壽命的8倍以上，最高（gāo）可達30倍以上，可靠性為98%以上。

而國產軸承的壽命一般為（wéi）計算壽命的3~5倍，可靠性為96%左（zuǒ）右，差距還是很（hěn）顯著的。這對於普通的運動機械來說，問題不算太大。但是（shì）在（zài）高（gāo）端領域就很難接受了，因此國內航空軸承、高鐵軸承（chéng）、機器人軸（zhóu）承等基（jī）本以進口軸承為主。

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高鐵、大飛機、重載型武器等（děng）高端裝備上都有高（gāo）端軸承的（de）使用需求（qiú），而要滿足高（gāo）端軸（zhóu）承在精度（dù）、性能、壽命和可靠性等方麵的要求，軸承材料的高質量和可（kě）靠性是決定性因素。

▲維護F110發動機（jī）風扇軸承

由於物體的高速旋轉，軸承的各個部位要承受（shòu）變應力、高頻的作（zuò）用，一般（bān）單位麵積壓力高達每平方毫米1500到5000N在這些因素（sù）的作用（yòng）下，軸承很容易產生應力疲勞，進而造成疲勞剝落，使得軸承失去其作用，與此同時滾動軸承（chéng）還需承受離心力、摩擦力、高溫、腐蝕（shí）等因素，這也使得要造（zào）好（hǎo）軸（zhóu）承，就得用好鋼。

在滾動軸承的四大組成部（bù）分中，除保持器外，內、外套圈、滾動體（滾珠、滾柱或滾針）都是由軸承鋼組成，而軸承鋼素（sù）有“鋼中之王”的稱號，是鋼鐵生產中要求最嚴的鋼種。

軸承鋼的質量主（zhǔ）要取決於以下四個因素：一（yī）是鋼中的夾雜物（wù）含量、形態、分布和大小；二是鋼中的碳化物含量、形態、分布和大小；三是鋼（gāng）中的中心疏鬆縮孔和中心偏（piān）析；四是軸承（chéng）鋼產品性能的一致性（xìng）。這四個因素可以歸納為純淨（jìng）度和均勻性指標。

▲高端（duān）軸承鋼中均勻細小的碳化物組織和熱處（chù）理後均勻分布的（de）細小碳化物

其中，純淨度要求材料中的（de）夾雜物（wù）盡量少，純淨度的好壞對軸承的疲勞壽命有直接影響；而（ér）均勻性則要求材料中的夾（jiá）雜物和碳（tàn）化物顆粒細（xì）小、彌散，這會影響到軸承製（zhì）造中（zhōng）熱處理後的變形、組織均（jun1）勻性等。

我們國家製軸工藝已經接近世界頂尖（jiān）水平，但材質——也就是高端軸承用（yòng）鋼幾乎全部依賴進口（kǒu）。

“PPM”在煉鋼中是（shì）氧含量的單位，意指百（bǎi）萬分率或百萬分之幾。一般而言，在鋼鐵（tiě）行業，8個PPM的鋼屬於好鋼；5個（gè）PPM的（de）鋼屬（shǔ）於頂級鋼，正是高端軸承所需要的。

煉鋼過（guò）程中加入稀土，就能使原本優質的鋼變得更加“堅強”。但怎麽加，這是世界軸承巨頭們（men）的核心秘密。