我国轴承钢生产及质量现状

1、第12卷第4期2000年8月钢铁研究学报JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCHVoI.12,No.4!Aug.2000作者简介:宋志敏(1961-,男,大学本科,高级工程师;收稿日期:1999-10-22;修订日期:2000-02-28我国轴承钢生产及质量现状宋志敏,张虹(钢铁研究总院国家钢铁产品质量监督检验中心,北京100081摘要:综述了目前我国轴承钢生产、标准、质量现状和生产许可证发放情况。关键词:轴承钢;生产;质量;标准中图分类号:TG142.7文献标识码:D文章编号:1001-0963(200004-0059-05Present Situation of

2、 Producing and Oualityfor Bearing Steel in ChinaSONG Zhi-min ,ZHANG Hong(CentraI Iron SteeI Research Institute ,Beijing 100081,China Abstract :The present situation of producing ,standard ,guaIity and extend producing Iicence for bearing steeI in China was summarised.Key words :bearing steeI ;produc

3、ing ;guaIity ;standard轴承钢是重要的冶金产品,它被广泛应用于机械制造、铁路运输、汽车制造、国防工业等领域,主要是制造滚动轴承的滚动体和套圈,一些大断面的轴承钢也被用来制造机械加工用的工、模具。在众多的钢铁产品中,轴承钢是检验项目最多、质量要求最严、生产难度最大的钢种之一。机械、铁路、汽车等行业的装备能否安全正常地运行,很大程度上取决于转动部件的寿命长短,故轴承钢的质量好坏是至关重要的,它应具有长寿命、高精度、高刚度、高耐磨性等性能。本文就近年来国家钢铁产品质量监督检验中心(以下简称质检中心在完成颁(换发轴承钢生产许可证以及国家质量监督抽查轴承钢产品时所了解到的我国轴承钢生

4、产、质量现状作简要概括。1我国轴承钢标准、生产现状1.1生产企业情况为了保证轴承钢的质量,国家从1990开始对轴承钢的生产实行生产许可证管理制度,当时有34家企业获得生产许可证。1997年国家颁(换发了轴承钢生产许可证,颁(换发品种范围是“轴承钢棒材(包括热轧材、热轧退火材、锻材、冷拔材、轴承钢管、轴承钢丝和渗碳轴承钢”四大类,与1990年相比,发证范围增加了渗碳轴承钢产品。截止到1998年底,共有45家企业取得轴承钢(包括棒、管、丝等的生产许可证(见表1。从已发放生产许可证的分布情况可以看出:目前获准生产YJZ84的企业有26家;获准生产YB9-68的企业有30家;获准生产YB245-64的

5、企业有12家;获准生产YB /Z12-77的企业有5家;获准生产GB3203-82的企业有6家。其中一些企业同时获得了几个标准的轴承钢生产许可证。1.2轴承钢棒执行标准的演变情况1997年颁(换发轴承钢生产许可证时执行的具体产品标准有5个,即:YJZ84高碳铬轴承钢临时供货协议、YB9-68轴承钢技术条件、YB245-64滚珠及滚柱轴承用铬钢丝、YB /Z12-77轴承钢管和GB3203-82渗碳轴承钢技术条件。下面以轴承钢产品中产量最大的轴承钢棒产品执行标准的演变及目前存在的一些问题简要叙述如下:95表1获得轴承钢生产许可证的企业一览表Table 1Schedule of enterpris

6、es attained producing licence of bearing steel序号企业名称标准号许可证编号l 23456789l0ll l2l3l4l5l6l7l8l9202l 2223242526272829303l 3233343536373839404l 42434445464748北京首钢特殊钢有限公司上海五钢(集团有限公司上海五钢钢管有限公司上海二钢有限公司上海钢管股份有限公司太原钢铁(集团有限公司抚顺特殊钢(集团有限责任公司大连钢铁集团有限责任公司本钢集团特殊钢有限公司大连特殊钢总公司大连金华特钢集团公司大连第二钢厂大连凌水轧钢总厂大连得乐钢厂大连得胜无缝钢管厂大连市

7、大连湾轧钢厂大连金联金属冷加工有限公司瓦房店轴承集团特殊钢有限责任公司大连新乐钢材加工有限公司大连橡胶塑料机械厂北满特殊钢股份有限公司黑龙江省阿城钢铁集团公司大庆市兴化钢厂江苏锡钢集团公司江阴兴澄钢铁有限公司无锡市环宇金属制品厂无锡市银星冷拉型钢厂上海海江钢铁联合公司靖江轧钢拉丝厂常熟市义峰合金钢管厂常熟市旋力轴承钢管厂常熟豪威富(集团公司轴承钢管厂常熟市无缝钢管厂张家港市不锈钢管厂莱芜钢铁总厂山东兖州合金钢股份有限公司宁波和森钢管有限公司大冶特殊钢股份有限公司河南中原特殊钢厂韶关特殊钢公司贵阳钢厂长城特殊钢(集团有限责任公司第四钢厂陕西特殊钢有限责任公司西宁特殊钢集团有限责任公司重庆特殊钢股

8、份有限公司长城特殊钢(集团有限责任公司第四钢厂冶钢集团有限公司兴城市轴承有限公司江阴兴澄钢铁有限公司YB245-64,YB9-68YB245-64,YB9-68,YJZ84YB /Zl2-77YB245-64,YB9-68,YJZ84YJZ84YB9-68GB3203-82,YB9-68,YJZ84YB /Zl2-77,YB245-64,YB9-68,YJZ84GB3203-82,YB9-68,YJZ84YB245-64,YB9-68YB245-64,YB9-68,YJZ84YB9-68YB9-68YB245-64YB /Zl2-77YB245-64YB245-64YB9-68YB9-68YB

9、9-68GB3203-82,YB9-68,YJZ84YB9-68YB9-68YJZ84YB9-68YB245-64,YB9-68,YJZ84YJZ84YJZ84YJZ84YJZ84YJZ84YB /Zl2-77,YJZ84YJZ84YB9-68YB9-68YJZ84GB3203-82,YB9-68,YJZ84YB9-68YB9-68YB9-68YB9-68,YJZ84YB245-64,YB9-68,YJZ84GB3203-82,YB9-68,YJZ84YB9-68,YB245-64GB3203-82YB /Zl2-77YB9-68YJZ84XK05-lll 00l XK05-lll 002XK

10、05-lll 003XK05-lll 004XK05-lll 005XK05-lll 006XK05-lll 007XK05-lll 008XK05-lll 009XK05-lll 0l0XK05-lll 0ll XK05-lll 0l2XK05-lll 0l3XK05-lll 0l4XK05-lll 0l5XK05-lll 0l6XK05-lll 0l7XK05-lll 0l8XK05-lll 0l9XK05-lll 020XK05-lll 02l XK05-lll 022XK05-lll 023XK05-lll 024XK05-lll 025XK05-lll 026XK05-lll 027

11、XK05-lll 028XK05-lll 029XK05-lll 030XK05-lll 03l XK05-lll 032XK05-lll 033XK05-lll 034XK05-lll 035XK05-lll 036XK05-lll 037XK05-lll 038XK05-lll 039XK05-lll 040XK05-lll 04l XK05-lll 042XK05-lll 043XK05-lll 044XK05-lll 045XK05-lll 046XK05-lll 047XK05-lll 048注:!长城特殊钢(集团有限责任公司第四钢厂、大冶特殊钢股份有限公司、江阴兴澄钢铁有限公司各持

12、有2个生产许可证;"l999年底,江苏省质量技术监督局对“无锡市振达无缝钢管厂、锡山市无缝管有限公司”申请的轴承钢管(YJZ84标准生产许可证进行了检查、补证。062000年钢铁研究学报第l2卷轴承钢棒目前生产、检验使用的标准主要是:原冶金工业部标准YB9-68铬轴承钢技术条件、原冶金工业部和原机械工业部两部协议YJZ84高碳铬轴承钢临时供货协议。我国实施最早的高碳铬轴承钢标准是1952年制订的,当时的编号是重10-52,其中重要条款和评级照片是按原苏联标准r o c c801-47制订的。1958年进行了一次修订,标准水平有所提高,但基本结构未变,编号为YB9-59。1968年又修

13、订为YB9-68,此后一直沿用至今。YB9-68与YB9-59相比,标准水平有所降低,主要表现在非金属夹杂物和碳化物的评级图片方面。为了保证质量,对于军用轴承钢生产仍使用YB9-59的评级照片。1980年为了提高标准水平、促进轴承钢质量的提高并适应外贸需要,制订了YB(T1-80,作为冶金工业部推荐标准。YB(T1-80规定必须采用电炉加炉外精炼、真空处理方法冶炼轴承钢。YB(T1-80实施后,对于促使钢厂增加真空精炼设备、改进冶炼工艺、采用高温扩散工艺和连续退火设备等均起到了良好的促进作用1。1983年9月,原冶金工业部、原机械工业部就轴承钢的生产及检验标准达成协议,制订了YJZ84,主要原

14、则是标准水平高于YB9-68,个别指标可在YB (T1-80的基础上略微降低1。YJZ84和YB9-68这两个标准并行使用至今,是冶金行业所使用标准中使用时间较长的标准之一。由于年代较久,国内外近年来生产轴承钢所采用的一些新技术、用户对轴承钢产品质量的一些新要求在产品标准中无从体现,如轴承钢炼钢生产目前普遍采用的真空脱气处理、轴承钢残余元素的控制(尤其是Ti元素的控制、影响轴承钢产品质量的一个非常重要的指标“氧含量”等在标准中均无规定,亟待修订。此外,江阴兴澄钢铁有限公司、大冶特殊钢股份有限公司、抚顺特殊钢(集团有限责任公司、上海五钢(集团有限公司、陕西特殊钢有限责任公司等企业近年先后装备了轴

15、承钢连铸设备,该设备与高功率电炉、连轧设备形成了国际流行的轴承钢棒短流程生产线,但现在轴承钢连铸坯的低倍组织检验尚缺乏评级标准及相关的评级照片。轴承钢生产及检验标准方面存在的这些问题不仅不能适应目前我国轴承钢生产的形势,也给生产企业的生产、销售及用户的使用带来一些不必要的困难。由此看来,目前我国轴承钢执行标准年代太久、水平偏低已经成为制约轴承钢质量提高的因素之一。据悉,1999年国家冶金工业局已组织有关部门制订了新的轴承钢产品标准,并上报国家质量技术监督局有关部门批准。!."生产装备和生产能力的变化经过“七五”、“八五”期间,特别是进入90年代以来的大量技术改造,我国轴承钢的生产装备

16、水平有了很大提高。1981年前后,上海五钢(集团有限公司、冶钢集团有限公司、北满特殊钢股份有限公司组建了具有70年代国际水平的3条轴承钢生产线,使我国轴承钢的质量有了飞跃发展。进入90年代后,在市场经济的促进下,各生产企业为在激烈竞争的轴承钢市场占有一席之地,对生产装备进行了大量的改造和提高,特别是真空脱气等精炼设备的普遍应用,大大地提高了轴承钢的实物质量,轴承钢理化检验设备和生产、质量管理水平也有了较大的进步,具体表现如下:1.3.1冶炼为提高轴承钢的纯净度,降低钢中的气体含量,近5年来除优化生产工艺外,在生产装备上还增建了大容量的电弧炉和真空精炼炉。如上海五钢(集团有限公司、江阴兴澄钢铁公

17、司等扩建了100I电炉和真空精炼炉;大冶特殊钢公司、抚顺特殊钢公司、西宁钢厂、首钢特殊钢公司等先后扩建了50I电炉和60I真空精炼炉。轴承钢炉外精炼的比例逐年增加,钢液的质量不断提高,钢中氧含量进一步降低。1997年颁(换发轴承钢生产许可证时执行YJZ84标准进行实物抽查过程中没有一个企业因氧含量超标而复验(要求0!0.002%,允许偏差0.0002%;而1990年颁发轴承钢生产许可证时,因氧含量超标而进行复检的企业有好几家。目前轴承钢冶炼方面存在问题主要有:t精炼设备不完全配套;o虽有了精炼设备但因成本问题在使用上打折扣,精炼率不高。钢水精炼是保证钢材内在质量的关键,钢的化学成分稳定才能保证

18、性能的稳定,要想提高我国轴承钢产品的竞争能力,提高精炼率是重要的手段之一;目前仍有一部分企业还在采用出钢量20I以下的电炉生产轴承钢,这对于稳定轴承钢化学成分、提高钢的纯净度、减少钢中非金属夹杂物是不利的。1.3.2压力加工装备为了提高轴承钢产品的尺寸精度和表面质量,提高生产效率、降低能耗,改变多火成材的弊端,近年来一些企业采用了精锻、快锻、连轧、控冷装置、联16第4期宋志敏等:我国轴承钢生产及质量现状8月合拉拔机组等。在锻钢方面,上海五钢(集团有限公司、北京首钢特殊钢有限公司、抚顺特殊钢有限公司等新增加了1000I 精锻或2000I 快锻装备;在轧材方面,大冶特殊钢股份有限公司新近从意大利P

19、O-MINI 公司和德国西门子公司引进了高精度10机架20万I 棒材连轧机组;抚顺特殊钢有限公司和大连特殊钢有限公司近两年增加了20万I 棒材连轧生产线和30万I 棒线材联合轧机生产线;大连新乐钢材加工有限公司还引进了具有90年代国际先进水平的联合拉拔机组,用于生产高精度的冷拔材。1.3.3理化检测设备为了提高检验效率,对冷拔材逐渐采用无损探伤检测,一些大、中型企业和部分乡镇企业建立了无损探伤自动检测线。个别企业既有超声波探伤,又有涡流探伤生产线。各企业普遍添置了红外碳硫分析仪、直读光谱仪、氧氮联测仪、X 荧光仪、等离子火焰光谱仪、图像分析仪、测氧装置等先进理化检测设备。1.3.4质量保证和质

20、量管理体系近年来,各轴承钢生产厂家不仅在生产装备水平等方面有了明显的提高,而且在质量保证和质量管理体系方面也做了大量的工作。这表现在:质量保证和质量管理体系积极向国际先进水平靠拢,绝大多数轴承钢生产企业通过了ISO 9000系列标准认证(如太原钢铁集团有限公司等大企业和大连特殊钢总公司等乡镇企业。此外,上海五钢(集团有限公司等的产品通过了产品方圆标志认证。企业质量体系贯标及认证使得企业质量管理规范化,管理水平上了一个新台阶。1.3.5江阴兴澄钢铁有限公司的生产装备及工艺特色江阴兴澄钢铁有限公司是投资近20亿元新建的特殊钢公司,其生产装备达到90年代国际水平,是目前国内装备水平最高的特殊钢生产线

21、之一,下面对该企业轴承钢生产装备及工艺特色作简要介绍。该公司生产轴承钢采用YJZ84标准,生产工艺流程为:100I 超高功率直流电弧炉冶炼!100I 钢包精炼炉精炼!100I 真空脱气炉二次精炼!R12M 弧形连铸机连铸!热装、热送!步进式加热炉加热(150I /h !16机架轧机(50万I /a 连轧!精整装备(曲柄剪、摆式剪、飞剪、步进齿条式冷床、矫直机、砂轮锯、固定打捆机、移动打捆机、打印设备精整!检验入库。其工艺特色为:精心配料,严格控制P 、S 及其它残余元素含量,尤其是钛含量,应保证成品中钛含量在0.003%以下。冶炼用德国DEMAG 公司生产的100I 超高功率直流电弧炉,采用氧

22、化法、泡沫渣、偏心炉底留渣出钢工艺,并采用全吹氩工艺,使氧含量控制在0.0016%以下。试生产的16炉轴承钢中氧含量在0.0014%以下的占75.04%,在0.0016%以下的占95.04%。冶炼后采用均由德国DEMAG 公司生产的100I 钢包精炼 炉精炼和100I 真空脱气精炼VD 炉二次精炼。 炉采用白渣工艺,VD 炉真空度为133Pa ,二次精炼时间不少于15min ,Al 控制在0.035%0.040%,真空处理后H "0.0002%,N "0.007%。连铸采用德国DEMAG 公司生产的R12M 弧形连铸机连铸出180mm 或300mm 的方连铸坯。炼钢、轧钢采

23、用热装、热送方式。钢坯用日本生产的步进式加热炉加热后,采用SKEK 公司的16机架连轧机组将其轧成!50mm 、!60mm 、!75mm 、!110mm 等不同规格的棒材。轴承钢连铸坯最易出现的缺陷是碳化物液析级别高。江阴兴澄钢铁有限公司为改善轴承钢中碳化物液析状况,采用了如下措施:严格控制化学成分,在保证性能的前提下尽量使钢的成分接近下限;连铸时严格控制过热度和拉速;轧钢时采用高温扩散工艺,控制轧制节奏。结果,试生产的16炉钢中平均碳化物液析级别仅为1.16级。2轴承钢产品目前的质量状况自1986年第2季度以来,国家质量技术监督局对轴承钢及其棒材进行过5次国家质量监督抽查,其具体数据见表2。

24、通过分析历次抽查的实物检测数据发现,与国外轴承钢实物质量相比,我国生产的轴承钢在氧含量、非金属夹杂物级别、碳化物均匀性等指标方面有一定的差距。钢的化学成分稳定性、纯净度较用户的要求也有一定的差距。主要问题是非金属夹杂物级别偏高以及轴承钢棒的重要冶金质量特征“氧含量”较高。对轴承钢“氧含量”的要求首次出现在1981年262000年钢铁研究学报第12卷表2轴承钢质量监督抽查情况一览表Table2Inspection resultsf of guality for bearing steel抽查时间产品抽查企业数不合格企业数企业合格率/%总炉批数不合格炉批数产品合格率/%1986年第2季度1988年

25、第2季度1993年第3季度1995年第2季度1999年第2季度轴承钢轴承钢轴承钢棒轴承钢棒轴承钢棒10121918205263150.0083.3368.4283.339533304854387294278.8093.9081.2592.5994.70瑞典SKF公司的企业标准中,它规定SKF3(相当于我国GCr15钢的氧含量应不大于0.002%,1988年又将其降到不大于0.001%,实际现已达到0.0007 %0.0008%。日本山阳特殊钢公司生产的轴承钢平均氧含量为0.0005%0.0006%。提高轴承钢的洁净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。氧含量由0.0028%降低到

26、0.0005 %,疲劳寿命可以延长1个数量级2。从1999年第2季度对轴承钢棒的监督抽查情况看,我国生产的轴承钢棒产品质量在以下两个方面是比较好的:!合格率基本稳定,产值合格率、产量合格率有所提高;"轴承钢的“氧含量”较低。此次共抽查YJZ84标准产品13炉、上海五钢(集团公司企标产品2炉,15炉的平均氧含量为0.00127%,最大值0.0017%,最小值仅0.0008%。这次抽查的20家企业生产的38个炉批的轴承钢产品中,1家企业有1个炉批的碳化物液析、1个炉批的碳含量初验不合格,复验后仍不合格。尽管此次抽查所有试样的“非金属夹杂物”检测结果均合格,但其中有17个试样的21个检测值

27、刚刚合格(塑性夹杂物20个,脆性夹杂物1个,另有67个检测值仅仅比标准上限值低0.5级,反映了轴承钢的纯净度不太高。主要原因是虽然这些企业都配备有钢水精炼装备,但因成本原因没有充分利用。1997年颁发轴承钢生产许可证时,共抽查了45个企业生产的126个炉批的实物检验样,其中有9家企业共10个炉批的产品不合格,不合格的项目是非金属夹杂物和退火硬度。复验后仍有1个炉批不合格。3结语相对其它的钢铁产品来说,目前轴承钢的生产企业类型比较分散,大小企业都有。虽然轴承钢产量主要集中在几家大型企业,但某些规格、品种的轴承钢小型企业也占了一定的比例。今后要提高我国轴承钢产品的质量,主要应对现有几家大型生产企业的装备不断进行技术改造并消除轴承钢生产经营中的一些不平等竞争现象;应充分利用几家大型企业所拥有的世界先进水平的轴承钢生产装备,提高轴承钢产品质量的整体水平;对小型企业则应扶优限劣,加强产品的质量管理,保证产品质量的稳定和提高。参考文献:1那宝魁,肖治维,吴可秋,等.轴承钢质量现状