李昭昆¹，雷建中²，徐海峰^3,4，俞峰³，董瀚³，曹文全³

（1. 洛陽LYC軸承有限公司航空精密軸承國家重點(diǎn)實驗室 河南 洛陽471039；2. 洛陽軸研科技股份有限公司金屬材料開發(fā)部 河南 洛陽 471039；3. 鋼鐵研究總院特殊鋼研究所，北京 100081；4. 華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢430074）

摘要：目前國產(chǎn)關(guān)鍵軸承與日本、歐美等先進(jìn)國家相比，在使用壽命、可靠性、Dn值與承載能力等方面存在較大差距，成為制約中國裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。首先介紹了國內(nèi)外在航空航天、高速動車和其他工業(yè)用高端軸承質(zhì)量上的差距和中國高端裝備制造對高端軸承的需求。然后介紹了國外超純化、多樣化、定量化和低成本化的軸承材料的發(fā)展現(xiàn)狀，以及大幅度提升軸承材料壽命的新型熱處理和表面改性技術(shù)。最后指出未來中國軸承鋼研發(fā)不僅需要傳統(tǒng)軸承鋼冶金質(zhì)量的提升和新型軸承材料的創(chuàng)新研發(fā)，還需要進(jìn)行2～5 GPa超高疲勞應(yīng)力作用下軸承鋼的組織演化、加工硬化和破壞機(jī)制等基礎(chǔ)理論研究，以實現(xiàn)中國高端軸承鋼的國產(chǎn)化，滿足高端裝備對高端軸承的需求。

關(guān)鍵詞：高端軸承；軸承鋼；長壽命；高可靠性；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

關(guān)鍵基礎(chǔ)件是各類裝備的核心組成部分，直接決定著裝備的性能、水平、質(zhì)量和可靠性，是現(xiàn)代工業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。軸承是最重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)件之一，被稱為“高端裝備的關(guān)節(jié)”，廣泛應(yīng)用在礦山機(jī)械、精密機(jī)床、冶金設(shè)備、重型裝備與高檔轎車等重大裝備領(lǐng)域和風(fēng)力發(fā)電、高鐵動車及航空航天等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域^[1]。軸承的破壞主要有2種形式，即最常見的接觸疲勞破壞和占 次要地位的磨損破壞。由于要承受高的接觸應(yīng)力（一般高達(dá)2～5 GPa）、多次循環(huán)接觸疲勞應(yīng)力以及滑動磨損的工作環(huán)境，要求軸承具有高抗塑性變形、抗摩擦磨損、高旋轉(zhuǎn)精度及尺寸精度、高尺寸穩(wěn)定性、長的使用壽命和高可靠性；對于在特殊條件下工作的軸承，還必須具有耐沖擊、高Dn值（軸承直徑與轉(zhuǎn)速的乘積）、耐高溫和低溫、防腐蝕和抗磁等性能^[2]。

改革開放30多年來，通過引進(jìn)、消化和吸收，實現(xiàn)了大部分高端裝備的國產(chǎn)化，但對高端裝備用的高端軸承的國產(chǎn)化一直停滯不前，無法滿足中國高端裝備國產(chǎn)化的需求，特別是新研發(fā)的高端裝備完全采用國外軸承^[3]。目前中國軸承已經(jīng)形成行業(yè)銷售額達(dá)到2000多億元的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，而且以每年12%～15%的速度增長，其中高速、精密、重載等高端軸承的增長速度將更快。但中國生產(chǎn)的軸承主要為中低端軸承和小中型軸承，與國外高端軸承和大型軸承等高附加值軸承相比存在較大差距，表現(xiàn)為低端過剩和高端缺乏^[4]。特別是在航空航天、高速鐵路、高檔轎車及其他工業(yè)領(lǐng)域用的關(guān)鍵軸承上，中國軸承的使用壽命、可靠性、Dn值與承載能力等方面與先進(jìn)國家存在較大的差距，成為制約中國高端裝備制造和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸^{[5 – 7]}。

本文在對各行業(yè)所需軸承的國內(nèi)外差距和國內(nèi)需求分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)了介紹國外超純化、多樣化及特殊性能軸承材料的發(fā)展現(xiàn)狀和大幅提升軸承性能的熱處理及表面處理工藝的國外最新進(jìn)展。文章最后提出了中國未來軸承鋼發(fā)展應(yīng)堅持傳統(tǒng)軸承材料的質(zhì)量提升及新型軸承材料開發(fā)并舉的軸承材料研發(fā)思路，指出了進(jìn)行軸承材料在高接觸疲勞應(yīng)力作用下的疲勞破壞機(jī)制等基礎(chǔ)研究的重要性。