作者：

成都高新區正通特種材料廠總經理　鄭文龍

成都高新區正通特種材料廠總工程師　劉嶸   

四川大學教授　熊計

軸承技術和產業已有百多年歷史，時至今日，軸承材料基本上還是由鋼和陶瓷占統治地位。當前，隨著科學技術的進步，目前的軸承材料難適應新技術條件的要求。須引進和創造新的材料，填補當前軸承的不足和短板。

近十年來，我們應用幾種高耐磨材料，嘗試開發高端軸承，現將實踐和理論的研發情況報告如下：

一、新材料解決了現代軸承不能解決的問題

十年前，國家x重大科技工程項目，需要軸承干磨（無潤滑劑），最高溫度700C度，使用壽命＞40年。試遍了國內外所有高端軸承，都不能達到這一技術要求。我們以WC基合金材料為基礎，研究該新材料的配方，經過七年反復試驗研究，其干磨壽命是進口鋼軸承的16倍，達到了該環境下的全部技術要求，經使用系統測試認定，在該系統中使用壽命可達到85年。首次開拓了該材料在滾動軸承上的應用，解決了現軸承不能解決的問題。

二、本材料與現用軸承材料的性能比較優勢

這是一種以WC、TiC、TiNC基為主的合金材料。在首次運用成功的基礎上，為進一步研究其在軸承領域應用的可行性，我們對其性能與當今軸承材料性能進行了理論和實驗對比：

1、硬度對比

由上不難看出，本材料硬度高于軸承鋼，高硬部分與陶瓷相當。從直線坐標上看，其硬度介于鋼和陶瓷之間。顯然，本材料在硬度上填補了現有軸承的空缺，又比軸承鋼高了一個領域。硬度雖然不能完全決定軸承的壽命，但它是軸承壽命的基因�；�因強，壽命高。強大的基因性能，必然為軸承帶來更高壽命效果。

2、耐磨性對比。

在中國測試技術研究院的監測下，我們用本企業WC基ZT15材料與瑞士SKF，德國FAG，日本NSK6005軸承材料進行了上100次的對磨試驗。試驗結果如下表。

本材料和鋼軸承磨失比表

由上表可見，在本廠和中國測試研究院合作經上百次的共同測試統計結果。均勻地反映出，本材料（ZT15N）耐磨性是瑞典SKF的9.3倍，德國FAG9.4倍，日本NSK8.1倍。注：本材料在WC基材料中，耐磨性屬中下水平，更好的材料耐磨性＞本材料10倍或以上。

3、耐溫性對比

本材料與進口軸承鋼進行了兩項溫度耐磨試驗。

3.1  退火后耐磨性試驗

把本材料分別放在450C度，1450度真空退火一小時后，與軸承鋼進行了30多次磨損對比試驗。結果匯總如下表：

注：本企業ZT15N磨損量為1。

由上表可見，本材料無論在常溫下，還是經450C度，1450C度退火，與進口軸承鋼對磨磨失量都是基本一致的。磨損比為：1：9.0一9.4，較均勻。實驗證明，本材料耐磨性與退火溫度無關。其耐磨壽命不受退火溫度影響。

3.2 本材料與軸承鋼在升溫中耐磨性對比圖：

上圖是本材料與進口軸承鋼在連續升溫中測得的磨損曲線。上曲線為進口軸承鋼，隨溫升磨損曲線爬升很快，顯示軸承鋼隨溫升磨損量增大。軸承鋼耐磨性受溫度影響極大。下曲線為本材料升溫磨損曲線。曲線顯示，本材料磨損性不受升溫影響。

4、斷裂韌性

斷裂韌性是指材料的脆性或韌性。量化指標為單位橫切面積承受的最大沖擊力。延伸到軸承與靜載荷力密切相關。作為軸承材料，這是一個重要指標。遺憾的是我們沒有時間和條件，統一兩材料領域檢測標準，系統檢測實驗，收集和整理本材料和軸承鋼的基礎斷裂韌性和形態斷裂韌性系統數據。以及斷裂韌性與軸承靜、動載荷的關系（這些基礎數據后續正在跟進）。目前雖然缺乏這些系統基礎實驗數據，并不完全影響本材料在軸承上的推薦和應用。我們可以針對需要具體開發的軸承，試驗首先滿足強度要求，再配以相應的耐磨性。歷史實驗數據也告訴我們，本材料的斷裂韌性遠高于陶瓷。在此性能上，本材料取代陶瓷材料無任何技術?的問題。本材料數十年來，長期應用在高速破、粉碎機錘頭，大中小沖擊機，風鉆鉆頭，沖壓模，盾構機刀頭，軋輥上，其抗沖擊力剪切力在實踐中得到了證實。至少目前在中，低載荷軸承上完全可用。待斷裂韌性進行系統實驗，分析，對比后，再推廣到沖擊性強的領域。

5、耐腐蝕性

軸承鋼耐