軸承是機械設備中不可或缺的核心零部件，主要功能是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，降低摩擦系數(shù)并保證回轉(zhuǎn)精度。它是數(shù)學物理等理論加上材料科學、熱處理技術、精密加工和數(shù)控技術等多學科的產(chǎn)物。無論飛機、汽車、高鐵還是高精密機床，凡是旋轉(zhuǎn)的部分，一般都需要軸承。

當其他機件在軸上彼此產(chǎn)生相對運動時，用來保持軸的中心位置及控制該運動的機件，稱為軸承。它可用于轉(zhuǎn)軸的互相滾動，使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力減至最低。

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早期的直線運動軸承，是在撬板下放置一排木桿。這個技術可以追溯到修建卡夫拉金字塔的時候，雖然還沒有明確的證據(jù)。現(xiàn)代直線運動軸承使用的是同一種工作原理，只不過是用滾球代替滾子。

從重載車輪軸和機床主軸到精密鐘表零件，很多場合都需要旋轉(zhuǎn)軸承，最簡單的旋轉(zhuǎn)軸承是軸套軸承。這種設計隨后被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套。最早投入使用的滾動軸承是鐘表匠約翰·哈里遜于1760年為制作H3計時器而發(fā)明的。

按照相對運動的接觸形式軸承分為： 滾珠軸承、滾針軸承、圓錐滾柱軸承、滑動軸承、撓性軸承、空氣軸承、磁懸浮軸承、寶石軸承和含油軸承等。

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雖然軸承結(jié)構簡單，很多小作坊都能做出來，但軸承具有很高的技術含量，甚至可作為衡量一個國家科技、工業(yè)實力的重要標準。當今世界科技工業(yè)強國無一例外都是軸承研發(fā)制造強國。

當前，國產(chǎn)軸承的設計和制造技術基本上是模仿，產(chǎn)品開發(fā)能力低，在某些核心技術的研發(fā)領域甚至還是空白。雖然對國內(nèi)主機的配套率達到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調(diào)、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承，基本上依靠進口。

國產(chǎn)軸承制造工藝和工藝裝備技術發(fā)展緩慢，車加工數(shù)控率低，磨加工自動化水平低，全國僅有200多條自動生產(chǎn)線。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備，如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術難題攻關未能取得突破。

軸承鋼新鋼種的研發(fā)，鋼材質(zhì)量的提高，潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發(fā)，尚不能適應軸承產(chǎn)品水平和質(zhì)量提高的要求。

以最常見的深溝球軸承為例，國外先進產(chǎn)品的實際壽命一般為計算壽命的8倍以上，最高可達30倍以上，可靠性為98%以上。

而國產(chǎn)軸承的壽命一般為計算壽命的3~5倍，可靠性為96%左右，差距還是很顯著的。這對于普通的運動機械來說，問題不算太大。但是在高端領域就很難接受了，因此國內(nèi)航空軸承、高鐵軸承、機器人軸承等基本以進口軸承為主。

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高鐵、大飛機、重載型武器等高端裝備上都有高端軸承的使用需求，而要滿足高端軸承在精度、性能、壽命和可靠性等方面的要求，軸承材料的高質(zhì)量和可靠性是決定性因素。

▲維護F110發(fā)動機風扇軸承

由于物體的高速旋轉(zhuǎn)，軸承的各個部位要承受變應力、高頻的作用，一般單位面積壓力高達每平方毫米1500到5000N在這些因素的作用下，軸承很容易產(chǎn)生應力疲勞，進而造成疲勞剝落，使得軸承失去其作用，與此同時滾動軸承還需承受離心力、摩擦力、高溫、腐蝕等因素，這也使得要造好軸承，就得用好鋼。

在滾動軸承的四大組成部分中，除保持器外，內(nèi)、外套圈、滾動體（滾珠、滾柱或滾針）都是由軸承鋼組成，而軸承鋼素有“鋼中之王”的稱號，是鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴的鋼種。

軸承鋼的質(zhì)量主要取決于以下四個因素：一是鋼中的夾雜物含量、形態(tài)、分布和大小；二是鋼中的碳化物含量、形態(tài)、分布和大小；三是鋼中的中心疏松縮孔和中心偏析；四是軸承鋼產(chǎn)品性能的一致性。這四個因素可以歸納為純凈度和均勻性指標。

▲高端軸承鋼中均勻細小的碳化物組織和熱處理后均勻分布的細小碳化物

其中，純凈度要求材料中的夾雜物盡量少，純凈度的好壞對軸承的疲勞壽命有直接影響；而均勻性則要求材料中的夾雜物和碳化物顆粒細小、彌散，這會影響到軸承制造中熱處理后的變形、組織均勻性等。

我們國家制軸工藝已經(jīng)接近世界頂尖水平，但材質(zhì)——也就是高端軸承用鋼幾乎全部依賴進口。

“PPM”在煉鋼中是氧含量的單位，意指百萬分率或百萬分之幾。一般而言，在鋼鐵行業(yè)，8個PPM的鋼屬于好鋼；5個PPM的鋼屬于頂級鋼，正是高端軸承所需要的。

煉鋼過程中加入稀土，就能使原本優(yōu)質(zhì)的鋼變得更加“堅強”。但怎么加，這是世界軸承巨頭們的核心秘密。