滑动轴承产品概述及技术工艺发展趋势分析（滑动轴承项目市场投资商业计划书 -节选）

第一节 产品定义、性能及应用特点

滑动轴承产品是指在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承是用来支承轴类零件并使承载面间能作相对滑动的重要机械元件。

滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。

第二节 发展历程

1、奠基阶段（1949～1957年）

1949年瓦房店滑动轴承厂恢复生产，成为中国第一家独立生产滑动轴承的企业。抗美援朝期间，瓦房店轴承厂部分北迁哈尔滨，于1951年4 月建成哈尔轴承厂并投入生产。1953年上海市轴承 行业 形成秦福兴轴领厂、上工滑动轴承厂、荣泰新机器厂和金兴铁工厂4个中心厂及10多个卫星厂。在原苏联援助下，全国156项重点工程之一的洛阳轴承厂1954年3月底破土动工兴建，1957年开始试制普通滑动轴承13.6万套。至此，我国轴承工业瓦房店、哈尔滨、洛阳、上海四个主要生产基地初步形成，为滑动轴承制造业的发展奠定了基础。1957年，全国轴承产量首次突破1000万套大关。

2、体系形成阶段（1958～1977年）

此阶段处于国家“一·五”至“五·五”五个五年计划发展时期，给滑动轴承工业带来了新的机遇。“一·五”中期，洛阳轴承厂于1958年7月通过国家验收，顺利建成投产；上海轴承工业开始形成一个有地方特色的滑动轴承工业基地； 瓦房店、哈尔滨轴承厂充实完善，获得较大发展。同时建成了部直属的洛阳轴承 研究 所和第十设计 研究 院等科研、工厂设计机构。此时期，滑动轴承制造业为重点主机配套的新产品发展较快，已开始生产汽车万向节滚针轴承、磁电机轴承、 机床主轴轴承和精密轴承，并试制了铁路机车、轧钢机、重型机械、石油工业和航空发电机、 坦克等主机所需的部分配套轴承。

“二·五”时期，为适应农业机械化的发展，在成都、杭州、合肥、无锡、济南、烟台、上海、北京、广州、昆明、长沙等地先后建成38个滑动轴承厂（点），迎来了中国滑动轴承工业第一个发展高峰期。这些滑动轴承厂以后都发展成为各省市的重点企业。

在“三·五”期间，即从六十年代中期开始，中国轴承工业建设投资的重点集中在远离沿海工业发达的三线地区。在三线建设中，陆续在西南、 西北和中南地区，兴建了贵州虹山、贵阳、兰州、甘肃海林、陕西海红、宁夏西北、 青海海山和湖北襄阳等一批滑动轴承厂，进一步改善了企业的布局。其中襄阳滑动轴承厂，以生产汽车轴承为主，与进入七十年代，即“四·五”时期，轴承工业为满足“大打矿山之仗”的需求，第二汽车制造厂同步发展，成为一个新兴的汽车滑动轴承生产基地。一批地方中、小滑动轴承厂又纷纷建立起来，形成了中国滑动轴承工业第二个发展高峰期。在七十年代初的建厂高潮中，全国滚动滑动轴承厂家已达600多个。此期间，短圆柱滚子滑动轴承、球面滚子滑动轴承、圆锥滚子轴承都有较快发展，滑动轴承品种规格日趋齐全。到“五·五”初期，中国滑动轴承制造业逐步建立起了瓦房店、 哈尔滨、 洛阳、襄阳滑动轴承厂和上海滑动轴承 行业 五个各具特色的生产基地，以及星罗棋布的中小滑动轴承企业。并建立了综合性的科研与工厂设计机构和一些 行业 内的工艺装备与测试仪器专业厂，形成了布局基本合理、 科研生产和后勤保障较完善的滑动轴承工业体系。据1977年171个主要企业统计，工业总产值达到10。1亿元（70 年不变价），滑动轴承产量1。2亿套，职工14。7万人，拥有主要生产设备4。8万台，固定资产原值14。9亿元，全员总产值劳动生产率为6821元/人·年，均比前一发展期有较大的进步。

3、高质快速发展阶段（1978～1999年）

1978年中共十一届三中全会的召开揭开了中国历史崭新的一页，波澜壮阔的改革大潮在祖国大地汹涌澎湃。在邓小平理论指引下，滑动轴承 行业 不断推进改革，扩大开放，加快发展，实现生产力大解放，使综合技术经济实力明显增强，在国际上的影响日益提高， 行业 面貌发生了历史性的变化，掀起了滑动轴承工业发展史上第三次浪潮。

“六·五”时期，轴承 行业 贯彻执行机械部“三上一提高”的方针，通过技术改造和技术引进，进一步改善了生产布局，增强了短线产品的生产能力，提高了经济效益。在技术引进的同时，开展了与瑞典SKF、日本NTN、NSK、 美国TIMKEN等名牌滑动轴承公司的技术交往和合作。期间还开发了密封轴承、关节轴承、直线运动轴承、组合滑动轴承、转臂轴承、谐波传动轴承等新产品，轴承设计水平逐步接近（或部分达到）国外同类产品的先进水平。其中瓦房店轴承厂生产的777/650型轧钢机轴承，寿命达到国际先进水平，获得国家优质产品银质奖。哈尔滨轴承厂生产的B、C级3182120-3182122 和 2268120-2268122机床主轴轴承，获得国家优质产品银质奖。洛阳轴承厂设计的B3-706和B3-707 型精密光学坐标镗床主轴滑动轴承，获得国家优质产品金质奖。

第三节 产品技术发展现状

我国是继日本、美国之后的世界第三大轴承生产大国，与之相比，我国轴承的质量明显存在“两低一差”的情况。即产品技术含量低；产品制造、工艺、装备低；国际竞争力差。这种状况与我国轴承大国的地位极不相称。归其原因，是我国缺乏轴承专业人才，尤其是缺乏轴承专业的一流人才所致。

第四节 产品工艺特点或流程

1、熔炼设备及工具准备

熔炼设备：自动控温电阻炉、石墨塔祸、金属型模具、热电偶；工具准备：钟罩、搅拌勺、扒渣勺等；钟罩、搅拌勺、扒渣勺以及金属型模具等工具须经预热后刷涂料。工具和增涡（石墨钳涡，不需要刷涂料，如为金属增祸则需刷涂料）涂料配方：滑石粉20%一30 0o+水玻璃500+水，或：氧化锌25Y-30 0o+水玻璃500+水；模具涂料配方：氧化锌900一1100+水玻璃60o-18%+水。

涂料配制方法：将水加热到60-80℃，加人水玻璃及滑石粉（或者氧化锌），搅拌均匀。把工具、增塌清理干净，预热到200-300℃，然后刷上涂料或者用喷枪喷涂，再预热到400℃左右备用。用后的增涡及熔炼工具上的金属残渣，氧化皮和熔渣应清理干净，增竭使用后趁热清理。

2、炉料准备

严格选择原材料，限制杂质元素含量。炉料选为Al-0 （AI-00），1号精锡、Al-Ni中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi， B，、回炉料等。炉料在使用前要求去除氧化物、油污，干燥去水分，经化验，原材料中各元素含量应符合要求。

根据各种原料化验单及熔炼烧损率，按照前述设计的合金成分组成，通过配料计算，配制特种合金的各种原料的加人量。每炉的回炉料镇50%总装炉量。

3、合金元素的加入顺序

合金元素加入方式按其性质分为3大类：熔点较低，而且纯金属是不稀贵的合金元素，一般以纯金属形式加人。熔点较高，但纯金属是不稀贵的元素，例如Cu，先制成中间合金，然后加人。纯金属是比较稀贵的元素，一般可利用其他化合物，但此化合物应能与基体发生置换反应，且反应过程应比较平稳安全，本身和反应产物均应无毒。加入合金元素时，除了应选择合适的加人方式外，还应注意采取合适的加入规范。对于易氧化的元素，加人温度应尽量低些，并且最好在熔化末期加人。

安排炉料加入次序所应遵循的基本原则是：加速熔化过程，并尽可能地减少耗损（特别是容易氧化、挥发的合金元素的烧损）。装炉时先装适量回炉料在炉底，然后装入铝锭，使回炉料先形成熔池，加速铝锭的熔化过程，减少总的熔炼时间。当炉料中主要组成部分均已完全熔化后，再加人中间合金料，并适当升高熔池温度，进行搅拌以加速其熔化。最后再加人易氧化、易挥发的合金元素，加人时应快速压人Al液。

4、熔炼的时间和温度控制

熔炼及浇注过程的持续时间（主要是指精炼后至浇注完毕时的相距时间）越长，则铝液中的气体及氧化夹杂物含量也越高，因此应尽量缩短熔炼及浇注过程的持续时间，特别是缩短精炼至浇注完毕的时间。

升高温度将加速铝液与HZ O，0：之间反应，氢在铝液中的溶解度将随着熔炼温度的增高而急剧增加，故新型铝合金的熔炼温度控制在750℃左右；过高的精炼温度也会增加合金的吸气，新型铝合金的精炼温度选择在730-750℃左右。另外，必要时，补充精炼的温度与浇注温度相同，精炼剂用量为剩余合金重量的0.20o-0.4000。

5、合金的精炼

1）合金液的吸气、氧化及夹杂物

金属或合金在固态时，气体的溶解度很小，随着温度的升高，溶解度缓慢增加，当达到金属或合金的熔点时，溶解度突然急速增加，当金属或合金熔化后再升温，则溶解度增加得更快。铝合金的熔炼与铸造多敞开在大气中进行，高温的炉料和熔化了的铝合金液，都与空气和炉气中的N2，CO， H2 0， C02，H2等气体接触，使铝合金吸气。

另外，加人到炉料中的中间合金、熔剂等都可能带进气体和杂质，这些都是导致铝合金液吸气、氧化、形成气孔和夹杂的根源。这些气体和杂质，对铝合金的内部及表面质量、物理性能、力学性能、铸造工艺性能等都产生很大的影响。合金熔炼时，在炉气的所有成分中，溶人铝液中的绝大部分是氢。氢在铝合金中溶解析出过程及其作用机理，许多学者已进行了大量 研究 ，测试出不同温度下，氢在铝液中的溶解度，并推导出氢在铝液中的溶解度算式。 分析 铝合金中的气体成分，证明氢占85%以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”，但铝合金中的气体并不来源于炉气组成中的H2。大气中氢的分压极微小（约5. 01 Pa），远比铝液中的氢分压低，溶于铝液中的氢是不稳定的，有强烈地自铝液内部向大气扩散的趋势；其次，分子态的氢并不能溶人铝液中，只有离解成原子态的氢才能溶人铝液中。可见，炉气中的氢分子不是形成气孔的根源。根据生产实践和科学实验证明，铝液中的氢和氧化夹杂物来自铝液和水汽的反应。

2）铝液中的气体和夹杂物的防止

铝液中的夹杂物与其气体是相互作用的，夹杂物的种类和形态十分复杂，尺寸也很小（一般在50 tcm以下）。从上面的叙述中我们知道，铝液中气体及氧化夹杂的主要来源是HZ 0，而H20则是从搅人铝液的表面氧化膜上、炉料表面（特别是受潮气腐蚀的炉料）、熔化浇注工具以及精炼剂中带人铝液，因此，在熔炼浇注过程中我们可以从以下几个方面防止和减少铝液中的气体与氧化夹杂物。

炉料：

炉料应保存在干燥处，在使用前必须去除氧化物、污物、油渍和水分。

增塌及熔化浇注工具：

使用前应仔细地除去赫附在表面的铁锈、氧化渣、旧涂料层等脏物，然后涂上新涂料，预热烘干后方能使用。精炼剂、覆盖剂：使用前应充分地烘干。熔化、浇注过程的操作：熔化搅拌铝液应尽量不使表面氧化膜及空气搅人铝液中去。浇注时应尽量减少液流的下落高度，并应匀速浇注（经验表明：当液流下落高度不超过300 mm，且匀速浇注时，铝液表面形成之管状氧化膜即挂在浇包嘴下而不致落下，此时铝液即在该管内通过），使铝液的飞溅及涡流减少。熔炼温度、熔炼及浇注过程的持续时间：升高温度将加速铝液与H20，0：之间反应，氢在铝液的溶解度将随着熔炼温度的增高而急剧增加。当温度高于900℃时，铝液表面氧化膜成为不致密的，更使上述反应显著加剧，故合金的熔炼温度控制在750℃左右。应尽量缩短熔炼及浇注过程的持续时间，否则会使铝液中的气体及氧化夹杂物含量增加。

3）合金的精炼除气

熔炼中AI-HZ 0反应不可避免地将氢带人铝液，铝液中的含氢量提供了在铸件中形成针孔的可能性，为了保证TZS88合金的熔炼质量，熔炼过程中进行精炼除气，精炼剂选用C2 Cls o CZ Cls为有机物，白色晶体。在760℃时分3次把精炼剂压入铝液深处，并作缓慢水平移动，每次精炼反应完成后静置5 min扒渣。

第五节 国内外技术未来发展趋势 分析

1、节能化、绿色无污染趋势

随着现代科学技术的发展，滑动轴承的工作环境越来越复杂。要求滑动轴承能长时间工作在高温、高负荷、强腐蚀等特殊工况下，同时要求机械产品节能、降耗、免维护。轴承产品向低摩擦、小型化、长寿命方向发展。这对滑动轴承材料提出了更高的要求，迫切要求发展适应不同工况条件的滑动轴承材料。特别是从环境保护的观点出发，要求滑动轴承材料实现绿色无害化。

铅将逐渐从轴承材料中剔除，由于目前铜基、铝基以及巴氏合金等大多数轴承材料中，都含有一定量的铅。无铅化的实施将使滑动轴承材料减摩性能降低、顺应性变差、抗咬合等性能下降。因此，研制开发高性能无铅化滑动轴承材料及技术是材料科学者所面临的严峻挑战。

2、新型材料的研发趋势

随着宇宙空间技术的发展以及电子信息技术的不断进步，对固体润滑轴承提出了更高的要求。各种表面技术和表面薄膜润滑材料在滑动轴承中日益受到重视。自润滑涂层可以在保证基体材料本身具有优异机械性能的基础上，具有自润滑、耐磨损、耐高温等特殊性能。而且利用涂层材料可以大大节约原材料，降低材料成本。六方氮化固体自润滑涂层材料的 研究 主要有两个方向：一是新型碳系材料的 研究 开发，如超微细的金刚石基团和摩擦学性能更优的类金刚石碳等薄膜涂层材料的研制；二是具有高硬度、耐高温、耐磨损的陶瓷。

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