Что сдерживает наше развитие? Высококачественная подшипниковая сталь – слабое звено китайской промышленности
2025-04-10
«Почему мы не можем сами производить высококачественные подшипники, завися от импорта?» После исследований в пяти-шести провинциях, включая северо-восточные регионы, Чжэцзян и Шаньдун, Ван Дуншэн, исполнительный заместитель директора Технологического трансферного центра Шаньдунского отделения Китайской академии наук, нашел ответ: главная проблема заключается в материале. «Без качественной стали невозможно производить высококлассные подшипники».
Как ключевой компонент механического оборудования, подшипники поддерживают вращающиеся элементы, снижают коэффициент трения и обеспечивают точность вращения. По его словам, будь то самолеты, автомобили, высокоскоростные поезда или высокоточные станки и приборы – «все вращающиеся части требуют подшипников».
Не будет преувеличением сказать, что подшипники в двигателях работают в «аду»: они должны вращаться со скоростью десятков тысяч оборотов в минуту в течение длительного времени, выдерживая различные виды напряжений, трение и экстремально высокие температуры. Это предъявляет жесткие требования к точности, производительности, долговечности и надежности подшипников, а ключевым фактором, определяющим эти характеристики, является материал.
К сожалению, хотя технология производства подшипников в Китае уже приближается к мировому уровню, материал – высококачественная сталь для подшипников – почти полностью импортируется.
Недавно журналист газеты «Кэцзи жибао» посетил одну из крупных государственных сталелитейных компаний на востоке Китая и узнал о ее затруднительном положении. Будучи в списке «100 ведущих предприятий Китая», эта компания имеет собственную базу по производству высококачественной стали, но не может производить сталь для высококлассных подшипников, вынуждена полагаться на импорт. Недавно она потратила почти 100 миллионов юаней на импортную подшипниковую сталь.
«PPM» в сталелитейной промышленности – это единица измерения содержания кислорода, означающая «частей на миллион». Специалисты из Института металлов Китайской академии наук пояснили, что в сталелитейной отрасли сталь с 8 PPM считается хорошей, а сталь с 5 PPM – высшего класса, именно такая требуется для высококачественных подшипников. Разработка, производство и продажа высококачественной подшипниковой стали практически монополизированы мировыми гигантами, такими как американская Timken и шведская SKF. Несколько лет назад они создали производственные базы в Яньтае и Цзинане (провинция Шаньдун), закупая в Китае низкокачественные материалы, применяя свои ключевые технологии для производства высококлассных подшипников и продавая их на китайском рынке по десятикратной цене.
Добавление редкоземельных элементов в процессе выплавки стали может значительно улучшить ее свойства. Но как именно это делать – это главный секрет мировых лидеров подшипниковой промышленности.
Редкоземельные элементы называют «витаминами промышленности». Редкоземельная сталь содержит определенное количество этих элементов. В 1980-х годах в Китае активно велись исследования и применение редкоземельной стали. Ученые считали, что добавление редкоземельных элементов в сталь – это перспективное направление для создания высококачественной подшипниковой стали. Однако после добавления редкоземельных элементов свойства стали становились нестабильными, а в процессе массового производства часто возникали проблемы с закупоркой литников. Несмотря на многолетние исследования, технологический барьер так и не был преодолен, что привело к снижению интереса к использованию редкоземельных элементов в сталелитейной промышленности.
Как капля чернил в стакане воды – сколько именно редкоземельных элементов нужно добавить в тонну стали? И как это сделать?
Эта нерешенная проблема привела к тому, что, за исключением нескольких марок стали, китайские металлургические предприятия практически отказались от использования редкоземельных элементов.
Однако на пути разработки высококачественной подшипниковой стали есть и хорошие новости.
На предыдущем этапе исследовательская группа по моделированию обработки материалов Института металлов Китайской академии наук, изучив крупные стальные слитки весом в сотни тонн, обнаружила, что примеси являются основной причиной неоднородности состава. На основе этого была предложена новая теория формирования дефектов в стали, которая вызвала широкий резонанс в отрасли и быстро нашла применение. Впоследствии группа разработала технологию очистки коммерческих редкоземельных сплавов и специальный метод введения редкоземельных элементов в сталь, преодолев технологические барьеры для их промышленного применения и обеспечив стабильность процесса и свойств стали после добавления редкоземельных элементов.
В последнее время соответствующие государственные ведомства разрабатывают политику для ускорения процесса локализации производства высококачественной подшипниковой стали. Можно сказать, что в решении проблемы «сдерживающего фактора» мы сделали еще один шаг вперед.
