日本超洁净轴承钢生产技术特点

1. 神户制钢超洁净轴承钢UF钢

神户制钢为满足市场对轴承高精度和小振动的要求，大力推进轴承钢的超洁净化进程。以下对神户制钢的超洁净钢生产方法和超洁净UF钢的夹杂物水平进行说明。

1.1 超洁净钢的制造方法

神户制钢为满足轴承座圈转动疲劳寿命的要求和极小滚珠的严格质量要求，对轴承钢的制造过程和质量检查过程进行了严格的管理。采用杂质物极少的高炉生铁，经转炉—LF和—RH炉（真空脱气）—大断面连铸的连续工艺，制造出稳定的超洁净钢。连铸坯热开坯成155mm ×155mm方坯，对方坯进行全长、全断面的表面和内部检查后，热轧成棒材和线材。线材在2次加工中经过全长的表面缺陷检查和缺陷清理，拉拔成钢丝。

1.2 超洁净UF钢夹杂物水平

神户制钢对硫化物夹杂源、氧化物夹杂源和Ti系夹杂物源进行严格的管理，将这些夹杂物降低到最小值，制造出超洁净UF）。对于钢的洁净度评价，神户制钢采用了自己独有的方法，该方法适用于各种轴承座圈和微型滚珠。图1是超洁净钢夹杂物的水平。

图1 神户制钢超洁净钢夹杂物的水平

2. JFE超洁净轴承钢生产技术

轴承钢是质量要求很严格的钢类。目前对轴承钢提出的要求有：用户免加工和检查、提高质量、规格细化和提高尺寸精度等，为满足这些要求，JFE制钢使用了各种保证产品质量和进行精加工的设备生产轴承钢。这些设备与新开发的提高质量的技术相结合，可以生产尺寸范围宽、质量高、附加值高的热处理和热轧轴承钢。

2.1 生产技术特点

2.1.1 表面质量精细加工和质量检查体系

用对钢坯进行火焰清理和将连铸坯轧制成小型圆坯的方法，均匀去除表面瑕疵、皮下夹杂物和脱碳层。对质量要求特别高的材料，实施钢坯扒皮作业高度清除缺陷。为保证小型圆坯的表面质量，用自动涡流探伤仪和磁粉探伤仪进行检查；对内部缺陷，用圆坯全断面超声搜探伤仪检测内部孔隙和夹杂物。

2.1.2 轴承钢的精细制造技术和质量保证

在线材—棒材厂，在棒材轧制线上增设线材轧制线，进行联合生轧制。对棒材和线材都采用4辊精轧机进行精轧，棒钢的尺寸精度在0.01mm以下，用户可以省略扒皮和拉拔加工。对线材可进行自由尺寸轧制，并可以生产Φ4.2mm的小尺寸线材。由于把线材已经轧制到锻造的尺寸，所以用户可以省略拔丝、热处理和表面处理工序。

2.1.3 提高钢的洁净度

近年来，JFE制钢为了提高钢的洁净度，采用了PERM （加减压精炼）、LF（炉外精炼炉)）对钢的生产工艺进行了改进。PERM法是在转炉冶炼时，使氮、氢等气体溶解在钢中，然后，用RH炉（真空脱气）迅速减压，使钢中产生气体，利用这种气体捕捉并扫除钢液中的夹杂物。

JFE制钢还在2008年新建LF炉，大大提高了夹杂物的去除能力。采用上述工艺和设备的效果是：与原有工艺相比，夹杂物个数预测指数减少34%、夹杂物最大直径指数减少29%、夹杂物最大直径指数分布的标准偏差减少了73%。

3. 山阳特钢的超洁净SP钢

SP钢是山阳特钢的一个独有技术产品，是保证汽车等领域要求的高强度、长寿命部件的重要材料。商品化的SP钢的开发理念是，“控制钢中最大夹杂物的尺寸以最大限度地发挥出钢原有的性能”。众所周知，对于在无异物混入的清洁润滑环境下工作的轴承来说，为提高使用寿命，降低钢中氧化物夹杂的量和减小夹杂物尺寸是非常重要的。最初开发SP钢就是为了使之用于要求提高可靠性和使用寿命的轴承。近年来已经应用到汽车的其他部件并受到好评。

3.1 SP钢的特点

SP钢的生产工艺是，在“电炉—钢包精炼—RH脱气—垂直型连铸机大断面铸坯连铸”的常规特殊钢生产工艺中，采用了山阳特钢自主开发的强化精炼和防止钢液污染的SNRP （Sanyo New Refining Process，山阳新精炼法）操作。SP钢的非金属夹杂物达到了飞机和新干线列车轴承用的高洁净特殊熔炼材料（VAR材、ES材）的夹杂物水平。运用统计学的极值统计理论，对钢中非金属夹杂物的大小进行定量评价。该极值统计法与原有的ASTM E45法和JIS G0555规定的夹杂物评价法相比，评价面积大，因此，可以获得精度更高的洁净度评价。从评价结果可以看出，与常规特殊钢相比，SP钢单位面积内观察到的夹杂物的尺寸变小，同时，在预测大面积内最大夹杂物尺寸时，最大夹杂物尺寸也变小并且受到稳定控制。这样就提高了相应部件的强度和疲劳寿命。

3.2 SP钢的应用

SP钢由高碳铭轴承钢SP钢开始开发和生产，之后叉开发出SCM420H SP钢、SCM435H SP 钢等牌号的渗碳钢SP钢和中碳钢SP钢。现在，SP钢已经广泛用于各种轴承和汽车发动机和传动部件以及加工机械等许多领域。用SP钢代替特殊熔炼材料可以大大降低用户的戚本。山阳制钢今后将进一步扩大SP钢的应用领域，并力求为促进用户的产品开发和提高产品竞争力做出贡献。

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