轴承是机械行业核心基础零部件,轴承工业是国家基础性战略性产业,对国民经济发展和国防建设起着重要的支撑作用,建国以来,特别是改革开放以来的持续、加快速度进行发展,我国轴承工业已形成独立完整的工业体系,我国已成为轴承销售额和产量居世界第三位的轴承生产大国。并向世界轴承强国迈进。特别是“十三五”以来,我国轴承行业的众多企业,奋力拼搏,攻坚克难,逆势而上,保持全行业平稳较快发展,为建成世界轴承强国打下了良好基础。
2022年统计,全行业规模以上企业1300多家,主要经营业务收入2232亿元,轴承产量212亿套。2022年我国共累计出口创汇72.55亿美元,进口轴承用汇45.64亿美元,进口轴承27.21亿套。
我国已是世界轴承生产大国,但还不是世界轴承强国,产业体系、研发能力、技术水平、产品质量、效率效益都与国际领先水平有很大的差距。国内现有近10000家轴承及轴承产品相关企业,其中中低端产品占比 70% ,全球高端轴承市场容量中,中国企业仅占有5%左右 。
1、轴承套圈是滚动轴承的重要零件,其重量一般约占轴承总重量的60%~70%。套圈毛坯有锻件、冷挤件、温挤件、管料和棒料等,其中锻件约占套圈毛坯总数的85%左右。
由轴承生产的劳动量分析可知,套圈毛坯锻造的劳动量通常占轴承加工总劳动量的10~15%。
2、在轴承生产中,套圈毛坯质量的好坏,生产率的高低,都将对轴承产品的质量、性能、寿命及企业的经济效益产生重要的影响。这是因为毛坯留量的大小(包括毛坯的成形方式)决定轴承材料的利用率,而毛坯尺寸分散度和几何形状精度差则是造成废品率高、不能正常自动化生产的根本原因。毛坯加工工艺、设备精度和性能决定了毛坯质量,毛坯的好坏直接影响车加工精度,而车加工的好坏直接影响磨削精度和效率,这是误差复映规律决定的工艺遗传的工艺遗传继承性。
3、轴承结构不同,尺寸大小不一,各厂设备、技术状况及生产习惯的不同,导致轴承套圈毛坯的制造工艺也各不相同,目前国内轴承零件(套圈、滚动体):除管料和棒料直接车削外,其余均采用锻压成形。冷挤压工艺(或称冷锻),温挤目前也已投入生产,和高速镦锻工艺可望逐步推广。
1)通过锻造加工,获得与产品形状相近的毛坯,来提升金属材料利用率,节约材料,减少机械加工量,降低成本;
2)通过锻造加工,消除金属内在缺陷,改善金属组织,使金属流线分布合理,金属紧密度好,来提升轴承使用寿命。
5、根据锻造时金属的温度情况,可将锻造分为热锻、冷锻和温锻三大类:热锻是指将金属加热到再结晶温度以上的锻造加工;冷锻是指金属在室温下的变形;而介于两者之间的金属变形叫温锻。目前在轴承套圈锻造工艺中,温锻还处于试验研究阶段,冷锻仅部分用来生产,生产中大量采用的主要是热锻。
热锻轴承套圈的生产的全部过程最重要的包含三个环节:加热、下料和锻造成形。锻造成形是套圈锻造生产的中心环节,其形式很多。目前我国广泛采用的成形工艺大致可分为三大类:锤上锻造工艺、平锻机锻造工艺和压力机锻造工艺。多数轴承套圈由锻锤(平锻机)或压力机锻造成形后,都要经过扩孔机辗扩成形,以提高锻件质量、精度和生产率。为了进一步提升锻件的尺寸和几何精度,为后工序自动化创造条件,轴承行业在辗扩之后加精整(或称整形)工序。
我国轴承行业经过近些年的装备升级、工艺改进、创新提高,轴承质量已得到大幅改善,但行业的整体提升是一个循序渐进的过程,与国际领先水平相比,当前国内轴承质量任旧存在以下差距。
振动、噪声和摩擦,同样标准下,合格率较国外低20%~40%,振动、噪声大5~10db。
球轴承:寿命指数K(试验寿命与计算寿命之比),国产K≥6,国外K≥8,对应可靠度R,国内R≥0.96,国外R≥0.98;
目前,精密轴承等基础机械制造业慢慢的变成了国家“十三五”期间重点发展的行业,力争使其达到或接近国际领先水平。预计在政策的支持下,高端轴承铸造行业的销售额达到2220亿元左右。我国轴承产量有望超过220亿套,销售总额有望超过3500亿元,成为全世界最大的轴承生产和销售基地。因此,轴承钢后期未来市场发展的潜力看好。
目前,我国轴承生产年消耗钢材近400万吨,其中以锻件生产约占70%-80%左右,其余为冷镦、冷辗扩(挤压)棒(管)料。目前,国内套圈锻造以热锻为主,以压力机锻造-辗扩成型生产线为主。锻造加热采用煤、油和电加热。加热火耗损失为1%-3%,表面脱碳层深度为0.3-0.4mm,材料利用率为40%-50%。20世纪八十年代,有些轴承企业在小型轴承套圈上推广了冷挤压工艺,对外径80-130mm的套圈采用温挤压工艺,外径小于80mm的套圈采用冷辗工艺(目前行业上以扩大到150mm以下),材料利用率达到60%以上。
我国相继引进了30多条高速镦段机生产线,推动了轴承行业锻造水平的技术进步,加快了毛坯专业化生产的全部过程。高速镦锻工艺目前已成为国际上轴承套圈锻造的主要工艺,其采用感应加热至始锻温度,在高速顿锻机上完成切料、镦饼、成形和分离等工序,使用于大批量生产。高速镦锻工艺生产效率高,锻件尺寸精度高,表面上的质量好,能降低留量,提高材料利用率。
3)锻件专业厂。具有较完备的生产能力,为轴承公司可以提供专业锻造服务加工和锻件供应。
洛轴精锻重工公司锻造技术成熟,引进了RYJ-100、LRYJ-150L高速圆锯机等先进的下料设备、D51K-800E数控辗环机、国内先进315T自动生产线,大幅度的提升了锻件加工效率。目前洛轴精锻重工公司可加工Φ50mm-Φ3200mm之间锻件,月产锻件约4000吨。
拥有1台PF-260SSA型双工位滚柱自动冷镦机,镦锻力4000KN,切断最大棒料直径Φ25mm-Φ35mm,镦制最大滚柱直径Φ38mm;借助z32-16、z32-28设备,多采用冷镦方式加工Φ10mm-Φ28.575mm的钢球多采用热镦方式加工Φ30mm-Φ49.212mm钢球,目前洛阳LYC轴承有限公司滚动体厂月均加工冷镦滚子约310吨,加工钢球毛坯球约130吨。
瓦轴精密锻压企业具有2500t、4500t压力机等主要生产设备144台,生产线条,其中锻造生产线条。锻件加工范围最小外径30mm、最大外径5500mm,可加工多种不一样轴承钢、不锈钢、耐热钢、碳钢和合金工具钢的轴承锻件。2022年生产轴承锻件499多万件,加工锻件7.2万吨,综合材料利用率平均51%,轴承钢原材料消耗31048吨。
公司拥有瑞士AMP-50XL、HBP-160等高速镦锻机5台,日本万阳棒料剪切生产线t多工位步进梁生产线m卧式轧环生产线t五工位步进梁生产线T四工位步进梁生产线条,全自动器人锻造线条,保护气氛退火自动生产线条、保护气氛正火自动线万吨。
可生产:一代轮毂、圆锥、球轴承、变速箱齿坯锻件凸轮、轴承锻件、 发动机齿轮锻件、 离合器、HUB、转向螺母、一代轮毂、钢球、凸轮、变速箱齿坯锻件、齿坯、精密零部件的下料工序、变速箱/发动机、齿坯、Ⅱ代Ⅲ代轮毂、轴承套圈(DGBB,TRB,CRB)
设备为意大利的全自动化设备,机器人上下料,主要特征是:一是中频加热炉加热钢棒(四个测温仪分别测量加热钢棒的不同部分的温度),热剪下料直接锻造;二是从中频加热炉到1600(3150)压机,从压机到辗环机均为机器人递料;三是辗环机为径轴向辗环机;四是套圈尺寸自动测量后进行分选;五是辗环测量合格的产品进入整径工序;六是整径后进入风冷线。
径轴向数控辗环,设备精度高,留量和尺寸偏差小。但不适合加工多品种,小批量产品。
锻造生产线t-1600t压力机、中型和大型数控辗环设备,生产锻件50000吨/年;
长期为国内主要轴承生产厂商配套,同时亦为SKF、Schaeffler、TIMKEN等全球轴承生产商做配套服务。
拥有高速锻、热辗扩、热模锻等,锻造加工线条线进口高速镦鍛机,轴承锻件年产能约3.5亿件,17万吨/年。
襄轴零部件公司锻造车间目前拥有各类锻压、退火及金切设备100多台,“一火锻”生产线条,其中套锻生产线条;机器人自动化锻造生产线条;双层保护气氛节能退火生产线t生产线条)。企业主要生产环形锻件,异型锻件为辅,可生产0、2、3、4、6、7、8、9、N、JQ14等十大类、2000多个品种的毛坯锻件,其中轴承毛坯锻件加工范围:直径Φ20mm—Φ270mm、宽度8mm—85mm,重量40g—6000g。月生产锻件合计200万件,年产能达2400万件/年,消耗轴承钢20000吨。
瓦房店海泰锻造车间拥有大中型异形环锻件辗扩专机多台和3500吨全自动油压机、各种电力锤、15吨操作机及15吨取料机等各类锻件加工配套设备。年产锻件能力40000吨;环锻件外径范围500至5000mm,环锻件高度范围70至700mm,最大环锻件重量6吨。外表面仿形直径达到2200mm,宽度至680mm,最大外仿形重量4吨。
专业从事外径 φ 80- φ 800mm轴承套圈的锻造、正火、退火和车加工生产,年生产锻件月12000t,能生产风电轴承、铁路轴承(双列圆柱、双列圆锥),调心滚子轴承套圈。
工艺为精密仿形热锻;数控辗环机,可实现正火、退火、精车一条龙生产。拥有大中型异形环锻件辗扩专机多台和新型球化退火炉等设备。
新强联全资子公司——洛阳圣久锻件有限公司具备年产27万吨特大型环锻件的能力,锻件大部分实现成形辗扩,全部用于新强联风电轴承、回转支承、盾构机零部件的制造。
公司产品中的中小型球类、圆锥类轴承锻件全部公司自制,其余类型轴承外协或外购,自制锻件采用进口高速镦锻线米的轴承钢圆棒料,设备全自动化、生产效率高,锻件留量小、尺寸精度高,年轴承锻件重量约28000吨。
除上述有代表性的锻件生产厂商外,还有无锡宝露、江阴方圆、洛阳洛凌轴承科技股份有限公司锻造生产线条,主要是生产深沟球轴承,年产量600多万套;
临清、冠县两地有400多家大大小小的轴承锻造企业,尤其是冠县锻造产业作为山东轴承产业集聚区的重要组成部分,得到了迅速发展,形成了专业化特征突出,区位优势显著的发展形态趋势,成为了国内重要的轴承锻造基地,年加工轴承锻件超过100万吨。
无锡、张家港、常熟大多为中大型锻件制造企业,如:东日昌、易通等轴承制造有限公司等,设备630-2500t的冲床和油压机,少量的锤锻设备。浙江新昌、常山多为做中、小型锻件,设备为高速锻、100-400t压力机。
合肥远大:产品外径50mm—1500mm;设备为160-800t压力机、2500吨油压机、中大型和大型数控辗环设备,生产锻件40000吨/年。以河北鑫泰、五洲新春、合肥远大为代表的轴承锻造企业,长期与SKF、Schaeffler、TIMKEN等全球轴承生产商做配套服务,同时也积极参加行业活动及标准的制定。目前特大型环锻件多集中于江浙及东北一带,如无锡宝露、江阴方圆等;可以加工最大10米左右环锻件,拥有万吨级锻造压力机,D53K-8000数控碾环机等一系列锻造设备。
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