抗日戰(zhàn)爭期間,NTN為了適應(yīng)軍械的維護,在東北鐵路沿線的瓦房店建立了一個軸承廠。為了控制中國的軸承生產(chǎn)技術(shù),使用的鋼球由日本生產(chǎn)并運往中國組裝。1948年,瓦房店軸承廠的金德源、宋世發(fā)等人決心改變中國不能生產(chǎn)鋼球的落后局面。在沒有技術(shù)和圖紙的情況下,他們自己制造土壤設(shè)備,用鐵棒把圓柱體磨成針,形成了中國第一個鋼球。
解放后,為了建立新中國的產(chǎn)業(yè)體系,國家建立了許多大型骨干企業(yè),作為冶金、農(nóng)業(yè)機械、化工、汽車、拖拉機、機床、軍工不可或缺的重要部件——軸承,被列入這一行列,瓷磚軸首先被列入重點發(fā)展企業(yè)。后來,由于抵抗美國和援助朝鮮的需要,建立了哈爾濱軸工廠。瓦軸和哈爾濱軸先后從蘇聯(lián)引進了鋼球制造設(shè)備,派龔兆良等人到蘇聯(lián)學習,同時引進了蘇聯(lián)鋼球制造技術(shù)和管理方法。20世紀50年代,洛陽軸承廠,整個工廠由蘇聯(lián)建造。鋼球是軸承的重要組成部分。為了滿足企業(yè)的配套需求,哈爾濱、瓷磚、羅軸承廠在蘇聯(lián)專家的幫助下建立了自己的鋼球廠,開始大規(guī)模生產(chǎn)鋼球,培養(yǎng)了一些鋼球制造的骨干力量,可以說爾濱、瓷磚、羅是中國鋼球的誕生地。
當時鋼球生產(chǎn)沒有國家標準,采用蘇聯(lián)標準,精度等級為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ(相當于現(xiàn)在G10,G20,G40),實際生產(chǎn)水平在95%以上Ⅲ等級,只有極少量的產(chǎn)品Ⅱ等級。對部分軍用產(chǎn)品有特殊要求,最終只能增加一個單一的溝槽精細研究過程,以滿足精度要求,但該方法過程繁瑣,生產(chǎn)效率低,溝槽尺寸差異大,生產(chǎn)成本高。
1957年,為了發(fā)展軸承行業(yè),上海鋼球廠(64年改為上海鋼球廠),得到了哈爾濱軸、瓷磚軸的無私幫助。1958年,上海鋼球廠正式投產(chǎn),誕生了中國第一家鋼球制造專業(yè)廠家,從而邁出了鋼球設(shè)備定位的第一步。同年,青島鋼球廠、沈陽鋼球廠誕生,20世紀60年代出現(xiàn)了湖北鋼球廠、重慶鋼球廠,當時被稱為中國五大鋼球廠。20世紀70年代,湖南鋼球廠成立,河南鋼球廠、如皋鋼球廠、東阿鋼球廠、三峽鋼球廠成立。到20世紀90年代初,它已經(jīng)發(fā)展成為中國十大鋼球?qū)I(yè)制造商。此外,徐州旋轉(zhuǎn)支撐廠、中山軸承廠均新建鋼球廠。這支球隊的快速發(fā)展使得中國鋼球制造業(yè)越來越受到世界的關(guān)注。
隨著改革開放,我國軸承工業(yè)發(fā)展迅速,作為軸承的重要配件——鋼球,也與軸承一起進入了生產(chǎn)大國的行列。
中國鋼球工業(yè)的現(xiàn)狀和問題
目前,中國鋼球工業(yè)已能生產(chǎn)00個.5~200毫米及以上的鋼球材料GCr15主要生產(chǎn)各種有色金屬球、陶瓷球、非金屬材料球,具有低碳、防磁、防腐、耐高溫等特點,精度已能批量生產(chǎn)G1000~G5、產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于軸承、工程機械、家用電器、汽車、農(nóng)業(yè)機械、機床、摩托車、冶金、化工、儀器儀表……。中國有數(shù)千個鋼球生產(chǎn)點,包括數(shù)千家大型企業(yè)和幾家小工廠,從空白到成品的獨立加工,以及只有一個過程的加工,形成了一個大型企業(yè)周圍無數(shù)小企業(yè)和生產(chǎn)點的大局。這種情況加速了鋼球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但也出現(xiàn)了無序競爭。
1.原材料方面
制作鋼球的鋼材種類很多,但實際上可以供應(yīng)的品種很少。雖然有些可以生產(chǎn),但數(shù)量很少,無法提供。碳鋼球由建筑材料制成,沒有理想的低碳鋼球材料。在中國建立了國家軸承鋼標準后,軸承鋼的質(zhì)量有了很大的提高,為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼球創(chuàng)造了條件,但價格高于普通產(chǎn)品。一般來說,中國的軸承質(zhì)量穩(wěn)定性差,波動性大。當市場供過于求時,質(zhì)量往往優(yōu)于供過于求的時期。一些信譽差的鋼廠以次充好。為了提高材料成型率,減少鋼鍛頭的切割長度,或在鋼球中使用切割部分。
鋼材的裂縫仍然是鋼球行業(yè)頭疼的問題。加工前很難發(fā)現(xiàn)局部裂縫。鋼廠成為球后不承認,增加了鋼球行業(yè)的質(zhì)量風險和成本。此外,由于軸承的無序競爭、相互降價和低價競爭,鋼球的無序競爭和低價競爭。市場上不時出現(xiàn)各種劣質(zhì)鋼材。一些企業(yè)在鋼球中大膽使用國產(chǎn)連鑄鋼和劣質(zhì)鋼,導致質(zhì)量參差不齊。
2.工藝方面
中國鋼球制造的整體工藝流程與國外相似。在實施過程的細節(jié)上,各企業(yè)百花齊放??偟膩碚f,還有很大的差距,規(guī)范性太差,研究深度不夠。
3.輔助材料
砂輪是磨削鋼球的重要工具。長期以來,一砂兩砂的質(zhì)量問題一直沒有得到解決。20世紀80年代初引進的2000#樹脂砂輪實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但使用效果與進口有一定差距。
磨板的質(zhì)量直接影響鋼球的表面質(zhì)量。與國外相比還有很大差距,尤其是精磨板質(zhì)量不穩(wěn)定,直接導致鋼球表面質(zhì)量不穩(wěn)定。
水溶性和油溶性研磨液是精磨和精磨鋼球的重要原料。由于我國化工原料品種少,質(zhì)量波動大,研磨效果差異較大,最終影響鋼球表面質(zhì)量的穩(wěn)定性。
光磨板是一種用于銼球坯的合金鑄鐵板。自20世紀70年代成功開發(fā)以來,它缺乏進一步改進和改進的能力。與國外相比差距不小,具體表現(xiàn)在研磨效率、耐久性、砂眼等問題,直接影響鋼球的質(zhì)量和經(jīng)濟效益。
各種磨料是鋼球生產(chǎn)所必需的輔助材料。傳統(tǒng)的鋼球磨料是三氧化二鉻。在中國,其技術(shù)指標是化學成分純度的百分比。事實上,作為一種磨料,它需要硬度、粒度、顆粒均勻性、雜質(zhì)含量和拋光性能。在國外,它也是三氧化二鉻。不同的用途有不同的技術(shù)指標,因此它具有很強的適應(yīng)性。
4.質(zhì)量現(xiàn)狀
中國鋼球主要分為三類:一類是低碳鋼。這類產(chǎn)品的使用要求很低。雖然有質(zhì)量標準,但價格標準更為突出。材料問題、熱處理滲碳問題、破碎值問題、混合球和缺陷球的比例過高,稱為垃圾球。第二類是不銹鋼球,總體要求低于軸承鋼,質(zhì)量矛盾不突出。第三類是軸承鋼球,它在鋼球中占主導地位,在鋼球中占主導地位mm數(shù)量最多。
隨著無聲軸承的出現(xiàn),對鋼球的表面提出了更高的要求。這不僅是為了解決缺陷球的泄漏,也是為了解決鋼球表面的各種一項困難的工作,日本首先使用光電外觀檢測,因為儀器檢測具有良好的穩(wěn)定性,是一個很好的解決方案。目前,我國在這項研究中已經(jīng)取得了重大進展。國內(nèi)鋼球缺陷和表面疤痕的泄漏檢測比過去有了很大的改善,但成本較高,設(shè)備類型較小,不能滿足大多數(shù)用戶的要求。
由于我國深溝球軸承的蓬勃發(fā)展,在一定程度上更注重噪聲和異音的可靠性壽命。由于價格原因,我國鋼球在材料選擇和某些工藝環(huán)節(jié)上存在較大差異,導致壽命差異較大。據(jù)統(tǒng)計,在20世紀70年代,70%的國內(nèi)軸承損壞是由鋼球造成的,最近有所下降,但鋼球仍然是軸承中最容易損壞的部分。隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,汽車軸承的可靠性直接影響到汽車的可靠性,因此軸承的可靠性和使用壽命將處于重要地位。鋼球的噪聲壽命不僅需要鋼球行業(yè)的研究,還需要軸承行業(yè)的研究。確切地說,雙方需要共同研究。目標是降低軸承的噪聲,提高軸承的使用壽命,甚至提高軸承的疲勞壽命。從軸承鋼球的質(zhì)量來看,進度不小,但發(fā)展仍不平衡。部分鋼球的質(zhì)量已接近或達到國際先進水平,總體上還存在差距。