高铁用轴承难点在哪里？离国产化还有多远的路要走？

高端轴承中，我们可以发现两个基础性问题，那就是“高性能材料”和“高质量的加工”，作为材料人，我们暂且不讨论加工问题，单看制造高铁轴承的材料，就是素有“钢中之王”的轴承钢，它是钢铁冶炼中要求最严格的钢种之一。

我国高铁动车组轴箱轴承均采用双列圆锥辊子轴承，其基本结构形式下图所示，主要由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分构成。轴承的内、外圈及滚动体的材料主要为轴承钢，该高铁轴承主要是在高速重载运动状态下工作，服役条件极为恶劣，对轴承钢的要求：

高的冶金质量

氧含量要低于10ppm；Ca含量要低于10ppm；夹杂物B细≤1.5级，B粗≤0.5级，D细≤1.0级，D粗≤0.5级，DS≤1.0级；带状组织等级≤1.5级。

高的接触疲劳强度

高铁轴承钢的接触疲劳寿命在4000MPa循环次数要达到109，循环次数107下弯曲疲劳极限强度要大于900MPa。

高的耐磨性

滚动轴承正常工作时伴随有滚动摩擦和滑动摩擦。发生滑动摩擦的主要部位是滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面以及保持架和套圈引导挡边之间等。如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度，从而导致轴承服役寿命降低。因此，高铁轴承钢必须具备较高的耐磨性能。

适宜的硬度

滚动轴承的硬度直接影响着滚动轴承的寿命。轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定，硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命。高铁轴承用渗碳钢及部件表面硬度要求不低于820HV。

心部高强度和高韧性

高铁轴承服役过程中会承受较大冲击载荷，因此，要求轴承钢具有一定的冲击韧性。釆用渗碳轴承钢的初衷就是在保证高硬度和耐磨性表面的同时，心部具有高强韧性和高硬度。一般要求心部屈服强度不小于1100MPa，抗拉强度不小于1300MPa，室温冲击功Akv≥75J，室温断裂韧性KIc≥80MPa·m1/2。

渗碳轴承钢是一种优质的低碳合金钢，具有强度高、耐冲击、渗碳热处理后表面耐磨性能和接触疲劳性能高等特点。与高碳铬轴承钢相比，渗碳轴承钢有较好的心部冲击韧性，非常适合制造承受较大冲击载荷的铁路轴承。采用渗碳轴承钢制造的轴承，除表面具有高的硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度和良好的尺寸稳定性外，轴承心部还具有高的韧性。目前我国普遍采用的渗碳轴承钢种有：G20CrNi2MoA、G20Cr2Ni4A、G10CrNi3Mo、G20CrMo和G20Cr2Mn2MoA等。

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抛开渗碳，纵观高端轴承钢的生产技术能力，如何制造出“高纯净度”和“高均匀度”的轴承钢，将钢中的含氧量控制到最低，一直是我国钢铁企业面临的难题。目前，国内轴承钢产品质量水平最高的是兴澄特钢（重磅：2021年民用轴承钢产品质量能力分级评价公告发布），钢中总氧含量可以稳定控制能力达到5ppm左右，质量已经达到国际知名轴承生产企业SKF的要求，其生产的高端轴承钢已大批量向瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK等轴承制造商巨头供货。

在高性能的材料解决后，剩下就是高质量的加工，高铁轴承制造涉及学科门类众多，欧美由于掌握超长寿命钢技术，细质化热处理技术和先进的密封润滑技术等等，才得以生产出高质量的轴承，这也导致国内外高铁轴承在精度、轴承振动、寿命和可靠性上仍存在一定的差距。但是，以我国高铁和轴承钢的发展速度来看，剩下的路还能有多远呢？返回搜狐，查看更多