陜西日報訊(記者 呂揚)幾乎所有旋轉(zhuǎn)機械都有一個核心部件——軸承，制造軸承所需的材料軸承鋼因其直接關(guān)系到軸承的使用壽命和可靠性而被稱為鋼之王。
然而，我國生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量與國際先進水平存在較大差距。高端軸承鋼的研發(fā)、制造和銷售長期以來一直被國外軸承巨頭壟斷，核心技術(shù)被嚴格封鎖。這意味著國內(nèi)企業(yè)需要從國外購買每套產(chǎn)品的軸承。
近日，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院劉東教授團隊開發(fā)的強旋軋技術(shù)（PTR），突破軸承鋼卡頸技術(shù)，打破國外技術(shù)壟斷，解決行業(yè)問題。
目前，通過強力旋軋技術(shù)改性后的軸承鋼已在多個項目中得到運用，完全能夠滿足高端軸承鋼生產(chǎn)質(zhì)量要求，將該技術(shù)運用到其他材料，如鈦合金和高溫合金的生產(chǎn)中，也取得了良好的效果。
我們正處于一個快速旋轉(zhuǎn)的時代。高速公路上的疾馳汽車、軌道上的奔馳列車、車間里的機器齒輪都沒有停止……軸承驅(qū)動機械旋轉(zhuǎn)，制造軸承的軸承鋼鍵。劉東教授說，軸承的工作環(huán)境嚴峻而復(fù)雜，不僅需要高速穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)，還需要強烈的擠壓、摩擦，甚至超高溫。因此，對高端軸承鋼的質(zhì)量和可靠性有嚴格的要求。
許多企業(yè)不能從國內(nèi)制造商那里尋找滿足高使用需求的軸承鋼，不得不花高價進口。
我們是鋼鐵大國，但我們必須走向鋼鐵大國。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)大國的戰(zhàn)略重點發(fā)展領(lǐng)域，我們面臨著巨大的‘卡脖子’風(fēng)險。團隊成員告訴記者，中國生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量與國際先進水平差距較大。以夾雜物為例，國外產(chǎn)品的夾雜物尺寸完全小于或等于10微米，而中國最大粒徑為50-52微米，大小相差5倍。
軸承鋼是一種碳含量高的高碳鋼。如果碳化物分布不均勻，呈大塊，質(zhì)量將受到嚴重影響。
那么，如何提高軸承鋼的質(zhì)量呢？劉東教授說：第一，軸承鋼內(nèi)部足夠純凈，混合物越少越好；第二，軸承鋼足夠均勻，材料中的顆粒盡可能小，分散。
劉東教授解釋說：就像揉面時撒一把鹽。如果面條揉得不均勻，那么面條就會起咸硬的疙瘩。。讓鹽在材料中更小、更均勻地分布是我們團隊的目標(biāo)和需要克服的問題。”
劉東教授和他的團隊一路克服了困難。他自豪地說：經(jīng)過不懈的努力，軸承鋼的氧含量、雜物、偏析等技術(shù)問題得到了有效的解決。行業(yè)中最后一個困難的碳化物也被我們的團隊克服了！
劉東教授和團隊創(chuàng)新提出的強旋軋技術(shù)利用曼內(nèi)斯曼效應(yīng)在徑向軋制的同時進行強旋轉(zhuǎn)，依靠連續(xù)的局部壓力扭轉(zhuǎn)復(fù)合變形，實現(xiàn)軸承管碳化物的均勻小分散。
以揉面為例，揉面變形越大，揉得越均勻。揉捏的關(guān)鍵是如何‘揉捏’。劉東教授說，簡而言之，這種技術(shù)使面條在揉捏時的多個方向變形，變形值非常大，可以說揉捏面條是透明和強大的。
聽起來邏輯很簡單，但它包含了劉東教授和團隊不懈的追求和艱苦的探索。他們磨劍十年，經(jīng)過不斷的研究和測試，終于突破了技術(shù)瓶頸。現(xiàn)在他們已經(jīng)研究了三個世界第一個，申請了66項發(fā)明專利，強旋轉(zhuǎn)軋技術(shù)就是其中之一。
據(jù)劉東教授介紹，中國軸承行業(yè)已形成近2000億元的行業(yè)銷售規(guī)模，年增長率為12%-15%。但生產(chǎn)的軸承主要是中低端軸承和中小型軸承，其中汽車軸承約占40%。軸承鋼中夾雜物和碳化物的質(zhì)量控制水平較低，嚴重影響了國產(chǎn)汽車軸承的使用壽命和可靠性。強旋軋技術(shù)的出現(xiàn)可能會有效改變這種情況。
根據(jù)實驗室數(shù)據(jù)，晶粒尺寸由原來的50微米細化為10微米，碳化物尺寸僅為原來的1/10。該技術(shù)得到了極大的改進GCr15軸承鋼的硬度處于世界頂級水平。此外，采用該技術(shù)后，軸承壽命和可靠性大大提高，平均壽命達到計算壽命的26倍，可靠性達到99.9%。更令人驚訝的是，該技術(shù)可以顯著提高材料利用率，生產(chǎn)過程可以縮短2/3。
用我們的技術(shù)生產(chǎn)的軸承鋼非常明亮。今年，許多企業(yè)聯(lián)系了我們，希望我們的技術(shù)能給汽車制造業(yè)帶來創(chuàng)新。談到未來，劉東教授充滿信心，一個新的、廣闊的市場正在等待挖掘。
