【正文】 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 基 礎(chǔ)件用特殊鋼質(zhì)量提升 的技術(shù)和管理問(wèn)題探討 王忠英 鋼鐵研究總院華東分院 蕪湖新興鑄管股份有限公司 2023年 09月 22日 整 合 資 源 實(shí) 現(xiàn) 共 贏 協(xié) 同 創(chuàng) 新 引 領(lǐng) 發(fā) 展 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 提 綱 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 二、質(zhì)量改進(jìn)思路及關(guān)鍵技術(shù)措施 三、穩(wěn)定化生產(chǎn)的質(zhì)量管控體系 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 基礎(chǔ)零部件行業(yè)的現(xiàn)狀 機(jī)械基礎(chǔ)件 (主要指：軸承、齒輪、彈簧、緊固件等 )是裝備制造業(yè)不可或缺的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)裝備制造業(yè)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。 我國(guó)機(jī)械基礎(chǔ)零部件制造業(yè)已經(jīng)形成門(mén)類較齊全、規(guī)模較大、具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)體系。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率 70%左右，重大裝備配套水平顯著提高，已成為機(jī)電產(chǎn)品出口大戶，緊固件產(chǎn)量居世界第一位，液壓元件、齒輪市場(chǎng)銷(xiāo)售額居世界第二位，軸承和模具銷(xiāo)售額居世界第三位。 但零部件總體質(zhì)量水平和品牌處于中低檔，出口是以低價(jià)取勝，國(guó)內(nèi)高端零部件的主要還是依靠進(jìn)口。 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 國(guó)內(nèi)外主要基礎(chǔ)件制造企業(yè) 零部件 國(guó)外著名企業(yè) 國(guó)內(nèi)企業(yè) 軸承 SKF,NSK,FAG,TIMKEN， NTN，Koyo， ROLLAX 人本，瓦軸、洛軸，上海集優(yōu)，哈軸，天馬 重型變速箱 美國(guó)伊頓，德國(guó)采埃孚 法士特，綦江齒輪 轎車(chē)變速箱 采埃孚、愛(ài)信、 JATCO、 DSI、哥特拉克 上汽、青山、精鍛、奇瑞、北汽、寶駿 風(fēng)電齒輪 Winergy,Hansen Transmissions 南高齒、華銳重工、重齒 切割鋼絲 貝卡爾特、 東京制鋼、韓國(guó)高麗 耐 絲 、 常州凡登、興達(dá)國(guó)際、恒星科技 緊固件 伍爾特 (WURTH)， EJOT，卡邁錫 (KAMAX),ITW(艾達(dá) ) ,安國(guó)特 東徽，春雨、恒耀、晉億金鼎、時(shí)代 汽車(chē)懸架彈簧 Mubea,Thyssen Krupp Spring, Sogefi Allevard,日本 /中央發(fā)條株式會(huì)社，大圓鋼業(yè) 中國(guó)彈簧、中瑞 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 國(guó)內(nèi)外主要基礎(chǔ)件用特殊鋼企業(yè) 零部件 國(guó)外著名企業(yè) 國(guó)內(nèi)企業(yè) 軸承鋼 OVAKO，山陽(yáng)，神戶， TIMKEN 寶特、興澄 切割鋼絲 日本神戶、新日鐵、德國(guó)薩斯特 青鋼、武鋼、寶鋼、沙鋼 彈簧鋼 神戶，大同，新日鐵 寶鋼、南鋼 非調(diào)質(zhì)鋼 新日鐵、三菱制鋼、大同制鐵、英國(guó)工程用鋼、法國(guó) SAFE公司 寶鋼、西寧特鋼 冷鐓鋼 神戶制鋼、新日鐵、 JFE公司 邢鋼、寶鋼 齒輪鋼 大同知多廠 、新日鐵、德國(guó)蒂森 興澄、萊特 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 軸承鋼質(zhì)量對(duì)比 日本軸承鋼企業(yè)主要從降低氧含量入手，通過(guò)氧含量極低化來(lái)達(dá)到減少夾雜物含量和降低夾雜物尺寸的目的； OVAKO公司側(cè)重從軸承壽命提升出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)控制。 國(guó)內(nèi)軸承鋼在高端產(chǎn)品和質(zhì)量穩(wěn)定性上與國(guó)外還有差距。 主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性較差，全氧含量波動(dòng)大， D類夾雜物和 TiN夾雜物尺寸偏大、且不均勻，碳化物顆粒尺寸和分布不均勻，有時(shí)還出現(xiàn)異樣組織。 瑞典 IQ級(jí)軸承鋼 氧含量 46ppm，鈦含量 812ppm，最大夾雜物 DS≤15um，且具有各向同性 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 切割鋼絲及盤(pán)條質(zhì)量對(duì)比 Bekaert是全球鋼絲拉拔產(chǎn)品及應(yīng)用的領(lǐng)先者，在先進(jìn)金屬變形及鍍膜方面具有核心技術(shù)，市場(chǎng)占有率達(dá) 50%左右，其次是 日本東京制鋼、韓國(guó)高麗等。 目前 Bekaert公司有關(guān)于鋼絲拉拔技術(shù)專利超過(guò) 500項(xiàng)，并有 19項(xiàng)特定的切割鋼絲專利，從原料檢測(cè)、熱處理工藝、拉拔工藝及工裝改進(jìn)都形成了專利壁壘，處于壟斷地位。國(guó)內(nèi)切割鋼絲生產(chǎn)廠已愈 30余家，產(chǎn)能超過(guò) 40萬(wàn)噸，但均無(wú)核心技術(shù) 。 從盤(pán)條原料而言，國(guó)外高端切割絲主要依賴日本神戶、新日鐵、德國(guó)薩斯特等優(yōu)質(zhì)盤(pán)條，通過(guò)對(duì)化學(xué)成分、純凈度和顯微組織的控制，為切割鋼絲提供穩(wěn)定原料來(lái)源。國(guó)內(nèi) 青 鋼 、武鋼 、沙 鋼 是 鋼 簾 線 的主要生 產(chǎn) 商，但在 質(zhì) 量上與國(guó)外 產(chǎn) 品 還 有較 大差距。 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 彈 簧 鋼質(zhì) 量 對(duì) 比 日本神戶制鋼是彈簧鋼技術(shù)的世界領(lǐng)先者，尤其是在汽車(chē)懸架彈簧領(lǐng)域，如其開(kāi)發(fā)的新型彈簧鋼 SRS60鋼性能完全超越了 SiCr、 SiCrMo、 SiCrV系鋼 。日本大同特殊鋼的飯久保知等人也開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)度的汽車(chē)懸掛彈簧鋼 ND250S(RK360(%%Si%Mn2%%Cr %%V))。美國(guó)經(jīng)常使用的彈簧鋼是 9260、 925 6150、 5160，尤以 5160（ H）和 9260 應(yīng)用最廣，多年來(lái) 5160 是美國(guó)螺旋懸掛彈簧鋼的主要鋼種。目前 9259 彈簧鋼是北美的主要懸掛彈簧鋼，由于 9254 鋼比 9259 鋼的含硅量高，可提供更好的抗彈減性。 9254 鋼在北美和日本的用量都在逐步增加。 國(guó)內(nèi)也在彈簧鋼品種和質(zhì)量方面也開(kāi)展了大量工作，但在汽車(chē)懸掛彈簧鋼仍以國(guó)外鋼種為主。在產(chǎn)品質(zhì)量方面的主要問(wèn)題仍是潔凈度和表面質(zhì)量，高端產(chǎn)品仍用日本神戶和新日鐵的彈簧鋼。 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 彈 簧 鋼 的 發(fā) 展 趨勢(shì) 級(jí)別 2023MPa（國(guó)產(chǎn)原材料代替新日鐵） 2100Mpa（開(kāi)發(fā)新一代原材料） 卷簧方式 冷卷 熱卷 冷卷 熱卷 交貨狀態(tài) 油淬火回火態(tài) 熱軋態(tài)（磨削 /剝皮） 油淬火回火態(tài) 熱軋態(tài)（磨削 /剝皮） 抗拉強(qiáng)度 1950~2050MPa 熱處理后達(dá)到1950~2050MPa 2050~2200MPa 熱處理后達(dá)到2050~2200MPa 斷面收縮率 40% 35% 硬度 575~620HV30 615~655HV30 表面硬度（表面~） ≤ ≤ 脫碳 ≤50μm，不允許有全脫碳 ≤50μm，不允許有全脫碳 表面粗糙度 Rmax≤33μm Rmax≤30μm 夾雜物（德國(guó)DIN50602標(biāo)準(zhǔn)） K2＜ 15 K3=0 K2＜ 15 晶粒度 9級(jí) 6級(jí) 10級(jí) 腐蝕疲勞：腐蝕鹽溶液（ GB/T10125中性氯化鈉 50177。5g/L水溶液） , 每 25分鐘霧狀噴淋 5分鐘；彈簧經(jīng) 100,000次腐蝕疲勞試驗(yàn)后不斷裂彈簧的可靠度（ PUE）≥90%， 常規(guī)疲勞：彈簧經(jīng) 250,000次疲勞試驗(yàn)后不斷裂彈簧的可靠度（ PUE） ≥90 % 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 國(guó)外幾種高強(qiáng)度彈簧鋼 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 齒輪鋼質(zhì)量對(duì)比 齒輪材料按應(yīng)用分為車(chē)輛齒輪鋼和工業(yè)齒輪鋼兩大類，前者約占80%。隨著合資汽車(chē)廠進(jìn)入，我國(guó)的汽車(chē)齒輪鋼品種除傳統(tǒng)的 CrMnTi系列外，也包括 Cr系、 CrMo系、 NiCrMo系、 CrMn和 CrMo 系等。目前我國(guó)先進(jìn)企業(yè)在化學(xué)成分、淬透性帶、純凈度等與國(guó)外基本接近，但在硫化物和成分偏析控制方面還差距較大。目前高強(qiáng)度和小尺寸是汽車(chē)齒輪的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前日本研發(fā)新型齒輪鋼的重點(diǎn)是降低易形成晶界氧化物的硅含量，用鉬和釩來(lái)補(bǔ)償硬度損失和細(xì)化晶粒。 國(guó)外風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的外齒輪用鋼有 17CrNiMo6（ 18CrNiMo76）、 15CrNi 20CrNi2MoA和 17Cr2Ni2MoA等，內(nèi)齒輪（齒圈）用鋼為42CrMoA、 34Cr2Ni2MoA 等。質(zhì)量差別主要在于原材料純凈度的控制和淬透性帶寬的控制。 鋼 鐵 研 究 總 院 華 東 分 院 East China Branch of Iron and Steel Research Institute 一、基礎(chǔ)件用特殊鋼的現(xiàn)狀 —— 齒輪鋼質(zhì)量對(duì)比 鋼種 O N SAE4320 14 68 TL4227 5 116 TL4227 6 85 TL4521 10 101 編號(hào) 試樣號(hào) 規(guī)格 A晶粒度 930℃ — 1 A晶粒度 950℃ — 2 A晶粒度 980℃ — 3 A晶粒度 1000℃