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西北工业大学 - 《西北工大报》

西工大教授团队突破我国轴承钢“卡脖子”技术

2021-03-31     浏览(78)     (0)

西北工业大学材料学院刘东教授和团队研发的强力旋轧技术(PTR)破解轴承钢制造难题,提高轴承寿命和可靠性,缩短生产流程,并申请到66项发明专利。该技术已在多个项目中得到运用,市场前景广阔。


运用 运用PTR PTR技术生产的成品 技术生产的成品



  本报讯(贾愫 付怡)从汽车、高铁到仪器仪表、机械装备,你几乎能从所有旋转的机械中寻找到一个共同的核心部件——轴承。而制造轴承所需的材料——轴承钢,则因其直接关乎到轴承的寿命和可靠性,被誉为“钢中之王”。近日,西北工业大学材料学院刘东教授和其团队研发的强力旋轧技术(PTR),打破国外巨头技术垄断,破解行业难题。
  轴承的工作环境严峻而复杂,不仅需要高速稳定的旋转,而且还要承受强力的挤压、摩擦,甚至超高温的历练。因而对轴承钢的质量和可靠性提出了更为严苛的要求。“令人遗憾的是,一直以来,我国所生产的轴承钢质量与国际先进水平有较大差距。”刘东教授说。
  高端轴承钢的研发、制造与销售长期被美国、瑞典等国的轴承巨头所垄断,核心技术更是被严密封锁。这也就意味着,在战略性新兴产业和制造强国战略重点发展领域中,我们面临着极大的国外牵制风险。
  秉持着从“钢铁大国”发展为“钢铁强国”的梦想,刘东教授和其团队一路走来,攻坚克难。他骄傲地告诉记者“行业中最后一个老大难——‘碳化物’,终于被我们团队攻克!”
  轴承钢属于高碳钢,其含碳量在所有钢中比较高。如果碳化物分布不均匀且呈大块状,就会严重影响质量。刘东教授解释说“就像揉面的时候撒了一把盐,要是面没有揉碎揉匀,那么面里就都是又咸又硬的疙瘩。”“让盐更细小均匀的分布在面里”就是刘东教授和团队追求的目标。
  刘东教授和团队创新性提出的“强力旋轧技术”利用曼内斯曼效应,在径向轧制的同时施加强力旋转,依靠连续局部压扭复合变形,实现轴承管材碳化物均匀细小弥散。他们“十年磨一剑”,终于突破技术瓶颈,如今研究出3个世界首创,申请到66项发明专利。
实验室数据显示,运用强力旋轧(PTR)技术,晶粒尺寸、碳化物尺寸分别仅为原先的1/5、1/10。首次将100年来,一直徘徊在600-700HV的GCr15轴承钢硬度提高至900HV以上。除此以外,采用该技术后轴承寿命和可靠性得到大幅度提高,平均寿命达到计算寿命的26倍,可靠性达99.9%。更令人惊喜的是,本技术可以显著提高材料利用率,且生产流程可缩短2/3,真正在绿色发展上见实效。
  科技自立自强是促进发展大局的根本支撑,让创新驱动发展,是西工大和西工大科技工作者们长期以来不懈努力的方向。
  目前,通过PTR技术改性后的轴承钢已在多个项目中得到运用“用我们的技术生产出得轴承钢表现非常亮眼,今年,已有多家企业联系了我们”谈及未来,刘东教授充满信心,一个崭新而广阔的市场正在等待挖掘。