目前我国高端减速器轴承被外企垄断,核心瓶颈在于“材料-制管-制造”产业链脱节。作为承上启下的关键环节,国内轴承钢管在材料一致性、尺寸精度及组织稳定性等方面均不达标,严重制约高端轴承的国产化突破。亟需校企协同攻关,解决这一“卡脖子”难题。
目前技术难点主要存在于以下几个方面:1、晶粒度需均匀稳定控制在≥12级,防止混晶与异常长大,工艺窗口极窄;2、碳化物/夹杂物形态、尺寸及分布要求严苛,网状或带状偏析要求严苛, 全流程组织一致性控制难度大;3、为保障尺寸稳定性与抗疲劳性能,成品管残余应力需控制在50MPa以内,矫直与热处理应力消除难度高。 目前技术状态为:1、晶粒度较低,国产钢管普遍晶粒度8-10级;2、碳化物网状分布、均匀性差、尺寸不受控、存在大尺寸夹杂物;3、残余应力较高,存在微裂纹等表观缺陷,钢管和轴承加工变形不良品率高;
本项目针对精密减速器的实际应用场景需求,拟进行轴承钢管原材料多维度检测与实心钢棒到空心钢管的热穿孔工艺之间机制探索。再进一步结合正交实验建立成分-组织数学模型,根据企业现有设备进行热穿孔工艺优化:例如拟探究分段梯度精细加热技术,并进行模具设计和模具涂层优化,降低轴承钢管的内壁摩擦裂纹,精细化控制轧辊距、送进角和轧速等,实现内孔粗糙度和直线度偏差的精密要求,显著提升减速器轴承的疲劳寿命与可靠性。 在精密减速器轴承钢管的冷轧冷拔工序中,进行模具设计和模具涂层优化,从实现对变形量的精密控制,提升轴承钢管的尺寸精度。拟在结晶退火工艺进行优化,消除冷加工应力、组织再结晶长大均匀化,探索生产周期缩短的同时,提升材料的韧性和疲劳寿命。 目前项目处于技术研发与攻关阶段,已有扎实技术储备和预研成果,部分产品达行业标准,正推进核心技术突破以赶超国际水平,部分产品已进入国际供应链。公司组建了专业研发团队并具备完善生产检测能力。项目预期通过设备升级,优化材料成分、探索力场流变行为,与科研院所合作,助力打破国际垄断,提升产业链自主可控能力。
委外需要达成指标:1)钢材晶粒度:≥9级,钢管晶粒度≥12级(GB/T 6394);2)碳化物不均匀性:网状:距表面1/3半径处应≤CN5.2,1/2半径处应≤CN5.4;带状:距表面1/3半径处应≤CZ6.1和CZ7.2,1/2半径处应≤CZ6.1和CZ7.3(SEP 1520);3)纯净度:氧含量≤5ppm,宏观夹杂:检测≥5dm3,单个≤2mm,总长≤5mm(SEP1927);4)残余应力:≤50MPa;硬度范围:185-200 HBW,同截面硬度散差:≤±5HBW;残磁:±2Gs;5)滚动接触疲劳寿命:最大接触应力4.2 GPa 条件,L10 额定寿命≥1×10^7次。
1、申请发明专利 5 项; 2、在核心期刊发表论文 5 篇; 3、联合培养专职工程师 5 名; 4、产品进入国内外精密减速器客户的供应商名单。