陜西日報訊（記者 呂揚）所有旋轉的機械中幾乎都有一個核心部件——軸承，而制造軸承所需的材料軸承鋼，則因其直接關乎軸承的壽命和可靠性，被譽為“鋼中之王”。
然而，我國所生產的軸承鋼質量與國際先進水平有較大差距，高端軸承鋼的研發、制造與銷售長期被國外的軸承巨頭所壟斷，核心技術更是被嚴密封鎖。這也就意味著，國內企業每制造一套產品就需要向國外買一次軸承。
近期，西北工業大學材料學院劉東教授團隊研發的強力旋軋技術（PTR），突破了軸承鋼的“卡脖子”技術，打破了國外技術壟斷，破解了行業難題。
目前，通過強力旋軋技術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質量要求，將該技術運用到其他材料，如鈦合金和高溫合金的生產中，也取得了良好的效果。
“我們身處一個飛速旋轉的時代。高速公路上疾馳的汽車、鐵軌上奔馳的列車、廠房內機器齒輪毫不停歇……而帶動機械旋轉起來的就是軸承，制造軸承的軸承鋼的質量如何就是關鍵。”劉東教授說，軸承的工作環境嚴峻而復雜，不僅需要高速穩定的旋轉，而且還要承受強力的擠壓、摩擦，甚至超高溫的檢驗。“因而高端的軸承鋼，其質量和可靠性有著嚴苛的要求。”
很多企業無法從國內廠家尋求到符合高使用需求的軸承鋼，不得不花高價進口。
“我們是鋼鐵大國，但要走向鋼鐵強國，在戰略性新興產業和制造強國戰略重點發展領域中，我們面臨著極大的‘卡脖子’風險。”團隊成員告訴記者，我國所生產的軸承鋼質量與國際先進水平有較大差距。以夾雜物為例，國外產品夾雜物尺寸完全小于等于10微米，而國內最大粒徑達到50—52微米，大小相差五倍之多 。
軸承鋼屬于高碳鋼，其含碳量在所有鋼中比較高。如果碳化物分布不均勻且呈大塊狀，就會嚴重影響質量。
那么，如何提升軸承鋼的質量呢？劉東教授說：一是軸承鋼內部足夠純凈，夾雜物質越少越好；二是軸承鋼足夠均勻，材料內的顆粒物盡量細小、彌散。
“就像揉面的時候撒了一把鹽，要是面沒有揉勻，那么面里就都是又咸又硬的疙瘩。”劉東教授解釋說，“讓鹽更細小均勻地分布在材料里就是我們團隊追求的目標和需要攻克的難題。”
劉東教授和其團隊一路走來，攻堅克難，他驕傲地表示：“經過不懈的努力，軸承鋼中氧含量、夾雜物、偏析等技術問題已經得到有效解決。行業中最后一個老大難——碳化物，也被我們團隊攻克！”
劉東教授和團隊創新性提出的“強力旋軋技術”利用曼內斯曼效應，在徑向軋制的同時施加強力旋轉，依靠連續局部壓扭復合變形，實現軸承管材碳化物均勻細小彌散。
“還是以揉面為例，你揉的面變形越大，越能揉得均勻。揉好的關鍵就在于怎么‘揉’。”劉東教授說，簡而言之，這一技術在揉面的時候讓面的多個方向都變形，而且變形的數值非常大，可謂把面揉得又透又勁道。
聽起來邏輯很簡單，其中蘊含的卻是劉東教授和團隊孜孜不倦的追求與艱辛探索。他們“十年磨一劍”，經過不斷的攻關測試，終于突破技術瓶頸，如今研究出3個世界首創，申請到66項發明專利，強力旋軋技術就是其中一項。
據劉東教授介紹，中國軸承行業已形成近2000億元的行業銷售規模，而且每年以12%—15%的速度增長，但生產的軸承還是以中低端軸承和中小型軸承為主，其中汽車軸承占40%左右，軸承鋼中的夾雜物與碳化物的質量控制水平低，嚴重影響了國產汽車用軸承的壽命與可靠性。強力旋軋技術的出現或將有力改變這一現狀。
實驗室數據顯示，運用強力旋軋技術，晶粒尺寸由原來的50微米細化至10微米，碳化物尺寸僅為原先的1/10。該技術大大提高了GCr15軸承鋼硬度，處于世界頂尖水平。除此以外，采用該技術后，軸承壽命和可靠性得到大幅度提高，平均壽命達到計算壽命的26倍，可靠性達99.9%。更令人驚喜的是，該技術可以顯著提高材料利用率，且生產流程可縮短2/3。
“用我們的技術生產出的軸承鋼表現非常亮眼。今年，已有多家企業聯系了我們，希望我們的技術可以為汽車制造行業帶來革新。”談及未來，劉東教授充滿信心，一個嶄新而廣闊的市場正在等待挖掘。
