陜西日?qǐng)?bào)訊（記者 呂揚(yáng)）所有旋轉(zhuǎn)的機(jī)械中幾乎都有一個(gè)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(guān)乎軸承的壽命和可靠性，被譽(yù)為“鋼中之王”。
然而，我國(guó)所生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距，高端軸承鋼的研發(fā)、制造與銷(xiāo)售長(zhǎng)期被國(guó)外的軸承巨頭所壟斷，核心技術(shù)更是被嚴(yán)密封鎖。這也就意味著，國(guó)內(nèi)企業(yè)每制造一套產(chǎn)品就需要向國(guó)外買(mǎi)一次軸承。
近期，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院劉東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的強(qiáng)力旋軋技術(shù)（PTR），突破了軸承鋼的“卡脖子”技術(shù)，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，破解了行業(yè)難題。
目前，通過(guò)強(qiáng)力旋軋技術(shù)改性后的軸承鋼已在多個(gè)項(xiàng)目中得到運(yùn)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(yùn)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。
“我們身處一個(gè)飛速旋轉(zhuǎn)的時(shí)代。高速公路上疾馳的汽車(chē)、鐵軌上奔馳的列車(chē)、廠房?jī)?nèi)機(jī)器齒輪毫不停歇……而帶動(dòng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)起來(lái)的就是軸承，制造軸承的軸承鋼的質(zhì)量如何就是關(guān)鍵?！眲|教授說(shuō)，軸承的工作環(huán)境嚴(yán)峻而復(fù)雜，不僅需要高速穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)，而且還要承受強(qiáng)力的擠壓、摩擦，甚至超高溫的檢驗(yàn)。“因而高端的軸承鋼，其質(zhì)量和可靠性有著嚴(yán)苛的要求。”
很多企業(yè)無(wú)法從國(guó)內(nèi)廠家尋求到符合高使用需求的軸承鋼，不得不花高價(jià)進(jìn)口。
“我們是鋼鐵大國(guó)，但要走向鋼鐵強(qiáng)國(guó)，在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域中，我們面臨著極大的‘卡脖子’風(fēng)險(xiǎn)?！眻F(tuán)隊(duì)成員告訴記者，我國(guó)所生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。以?shī)A雜物為例，國(guó)外產(chǎn)品夾雜物尺寸完全小于等于10微米，而國(guó)內(nèi)最大粒徑達(dá)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(huì)嚴(yán)重影響質(zhì)量。
那么，如何提升軸承鋼的質(zhì)量呢？劉東教授說(shuō)：一是軸承鋼內(nèi)部足夠純凈，夾雜物質(zhì)越少越好；二是軸承鋼足夠均勻，材料內(nèi)的顆粒物盡量細(xì)小、彌散。
“就像揉面的時(shí)候撒了一把鹽，要是面沒(méi)有揉勻，那么面里就都是又咸又硬的疙瘩?！眲|教授解釋說(shuō)，“讓鹽更細(xì)小均勻地分布在材料里就是我們團(tuán)隊(duì)追求的目標(biāo)和需要攻克的難題?！?/p>
劉東教授和其團(tuán)隊(duì)一路走來(lái)，攻堅(jiān)克難，他驕傲地表示：“經(jīng)過(guò)不懈的努力，軸承鋼中氧含量、夾雜物、偏析等技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)得到有效解決。行業(yè)中最后一個(gè)老大難——碳化物，也被我們團(tuán)隊(duì)攻克！”
劉東教授和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出的“強(qiáng)力旋軋技術(shù)”利用曼內(nèi)斯曼效應(yīng)，在徑向軋制的同時(shí)施加強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)，依靠連續(xù)局部壓扭復(fù)合變形，實(shí)現(xiàn)軸承管材碳化物均勻細(xì)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(guān)鍵就在于怎么‘揉’。”劉東教授說(shuō)，簡(jiǎn)而言之，這一技術(shù)在揉面的時(shí)候讓面的多個(gè)方向都變形，而且變形的數(shù)值非常大，可謂把面揉得又透又勁道。
聽(tīng)起來(lái)邏輯很簡(jiǎn)單，其中蘊(yùn)含的卻是劉東教授和團(tuán)隊(duì)孜孜不倦的追求與艱辛探索。他們“十年磨一劍”，經(jīng)過(guò)不斷的攻關(guān)測(cè)試，終于突破技術(shù)瓶頸，如今研究出3個(gè)世界首創(chuàng)，申請(qǐng)到66項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，強(qiáng)力旋軋技術(shù)就是其中一項(xiàng)。
據(jù)劉東教授介紹，中國(guó)軸承行業(yè)已形成近2000億元的行業(yè)銷(xiāo)售規(guī)模，而且每年以12%—15%的速度增長(zhǎng)，但生產(chǎn)的軸承還是以中低端軸承和中小型軸承為主，其中汽車(chē)軸承占40%左右，軸承鋼中的夾雜物與碳化物的質(zhì)量控制水平低，嚴(yán)重影響了國(guó)產(chǎn)汽車(chē)用軸承的壽命與可靠性。強(qiáng)力旋軋技術(shù)的出現(xiàn)或?qū)⒂辛Ω淖冞@一現(xiàn)狀。
實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用強(qiáng)力旋軋技術(shù)，晶粒尺寸由原來(lái)的50微米細(xì)化至10微米，碳化物尺寸僅為原先的1/10。該技術(shù)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(shù)后，軸承壽命和可靠性得到大幅度提高，平均壽命達(dá)到計(jì)算壽命的26倍，可靠性達(dá)99.9%。更令人驚喜的是，該技術(shù)可以顯著提高材料利用率，且生產(chǎn)流程可縮短2/3。
“用我們的技術(shù)生產(chǎn)出的軸承鋼表現(xiàn)非常亮眼。今年，已有多家企業(yè)聯(lián)系了我們，希望我們的技術(shù)可以為汽車(chē)制造行業(yè)帶來(lái)革新?！闭劶拔磥?lái)，劉東教授充滿信心，一個(gè)嶄新而廣闊的市場(chǎng)正在等待挖掘。
