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需求背景

轴承是国家重大技术装备的关键零部件。近30年来，我国通过引进、消化和吸收，实现了大部分高端装备的国产化，但高端装备用高可靠性、长寿命轴承的国产化尚未完全解决。目前，国产关键轴承与日本、欧美等先进国家同类产品相比，在使用寿命、可靠性与承载能力等使用条件方面存在较大差距，特别是高速铁路轴承、高端冶金轧机轴承、风电装备及其他工业领域用的关键轴承，成为制约中国装备制造业发展的一大瓶颈。尤其在高速铁路行业上，目前，高速铁路配套轴承市场仍被国外轴承制造企业垄断，严重制约了国内高速铁路产业的快速发展，亟待实现国产化。

轴承质量除了受轴承结构设计、制造精度的影响外，轴承用钢更是关键，其对轴承产品的质量、使用寿命和可靠性能具有至关重要的作用。就目前国内轴承钢生产企业而言，仅有几家企业的轴承钢质量得到世界知名轴承制造公司的认证，或者允许这些企业向其在中国运营的轴承制造厂供应轴承钢从而制成轴承零件。国内不少轴承钢生产企业的产品附加值较低，结果导致目前国内轴承钢市场的现状是附加值低的产品供大于求，而高端轴承钢又依赖进口。
企业作为镇海区机械基础件产业中成立较早的公司，经过20余年的发展，现已遇到瓶颈，中低端的轴承市场竞争激烈，而高端轴承市场又是一片蓝海，企业期望寻找技术支持，以求转型升级。

需解决的主要技术难题

企业现在用的原材料主要是高碳铬轴承钢GCr15，含碳Wc为1%左右，含铬量Wcr为***%左右，用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格。

在轴承钢原材料进货检验以及中间车工、热处理过程中发现很多问题，例如表面裂纹和表面划伤太，非金属夹杂物超标，碳化物带状和液析超标，低倍组织和显微空隙不合格等等。主要表现为：1、钢材表面缺陷：材料裂纹；折叠裂纹；麻点（坑）；夹渣；异金属夹杂；表面脱碳；发纹。2、钢材低倍缺陷：缩孔（管）残余；翻皮；疏松；气泡；偏析；白点；显微孔隙；内裂。3、非金属夹杂物：点状夹杂物；塑性硅酸盐夹杂物。4、碳化物不均匀：碳化物带状；碳化物液析；碳化物网状；退火组织不均匀。

企业试用了国外的轴承钢，发现主要有下面几个区别：

1、低倍组织和碳化物，国产钢材存在对轴承寿命和可靠性有较大影响的碳化物液析。

2、非金属夹杂。国产钢材夹杂物数量多，颗粒尺寸大，对轴承寿命和可靠性影响显著。

3、碳化物颗粒尺寸及分布状态，国产钢材中碳化物平均直径及最大直径较大，且分布不均。
希望可以寻找新型轴承钢材料予以代替，或者有新的热处理工艺，可以在中间控制工段对半成品进行处理，提升性能。

期望实现的主要技术目标

检验指标上，低倍组织和碳化物、非金属夹杂、碳化物颗粒尺寸及分布状态与国外高端轴承钢相差不大；在试验性指标上，耐磨性、接触疲劳强度、弹性极限、硬度、冲击韧性等都较好，同时要有一定的尺寸稳定性、防锈性能。

处理进度