GCr15轴承钢热处理工艺的研究(2)
轴承是装备制造业中必不可少的核心基础零部件，关系着重大装备和主机的性能、质量和可靠性。轴承是我国重点强调发展的战略性基础产业，经过吹冰十多年的努力，我国轴承工业已具备了较强的技术实力和较大的生产能力。“十一五”期间，我国轴承行业保持了平稳较快发展的态势，主营业务收入平均年递增18.20%，轴承产量平均年递增20.11%。轴承行业取得了长足的发展，为建成轴承强国打下了坚实的基础。2010年产值约为1300亿元人民币，排名全世界第三位。2011年全国轴承行业完成主营业务收入1420亿元，同比增长12.7%；轴承产量完成180亿套，同比增长20%。全年出口轴承49亿套，创汇45亿美元，分别同比增长18.2%和36.6%；累计进口轴承18.8亿套，用汇41.7亿美元，分别同比增长4.6%和9.4%。进出口顺差3.3亿美元。轴承行业顺差原因，一方面是我国出口轴承市场和结构进行了合理的调整，大型轴承和中高端轴承出口份额比重加大，另一方面是由于外资轴承公司不断在我国境内建厂导致进口轴承数量锐减。2012年国内轴承市场的不确定因素进一步增加，全行业主营业务收入大约在1580亿元左右，增长11%左右，轴承业务收入会达到1120亿元左右，增速12%左右，轴承产量达到210亿套左右，增速16%左右。预计到2015年，中国轴承行业的销售额将达到2220亿元，年均增速保持在15％左右。
但从产品结构分析，我国生产的轴承基本都是集中在低端轴承领域，大多数为小型及中小型轴承，在高端轴承制造这块上还是依赖进口，中大型以上的轴承产量占比不足3%，产值仅占35%。从产品类型分析，技术含量高、附加值高的轴承占比非常小。国外轴承市场方面，由于欧元危机影响扩大，发达国家经济停滞萎缩，亚洲经济受到增速放缓的影响，会对我国轴承出口造成一定的压力。2013年我国轴承出口波动较大，预计2013年轴承出口创汇还会有15%左右的增长。由于国际经济下滑，会促使各类经济削减成本开支，而我国轴承的性能价格比还具有一定的优势。
未来5～10年内，在国家振兴装备制造业和国际产业转移的带动下，我国设备购置投资增长率在将持续文持20%左右的水平，数控机床行业的需求仍将保持高速增长，按照规划，2015年中档数控机床数控系统国产化率达到40%，2020年要提高到60%以上；高档数控机床数控系统国产化率分别达到10%和20%。而目前，我国国产中档数控机床中进口系统占80%、高档数控机床国外系统占98%份额。据测算，机床国产化率每提高一个百分点，将新增2856套的轴承需求。故精密高速数控机床的需求增长和国产化进程，将给国产高档精密轴承替代进口提供广阔的市场空间[ ]。
1.2轴承的基本知识
1.2.1 轴承的定义
轴承，是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件[ ]。
精密高速数控机床的主轴轴承以滚动轴承为主[ ]，而滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持器等组成。
1.2.2轴承的失效分析
以球轴承为例，它在工作时，内圈和滚珠发生转动和滚动，内圈的任何一部分及每个滚珠会周期性地进入载荷带，所受载荷的大小由零升到最大值，再有最大值降到零。因此，滚动轴承的内、外圈及滚动体都是在交变的接触应力下工作的，最大接触应力可达3 000 - 5 000 M Pa[ ]。轴承在运转过程中，滚动体与套圈及保持器之间还有相对滑动，产生相应的摩擦与磨损,因此，要求滚动体与内外套应具有高的抗疲劳性能和耐磨性，有良好的尺寸稳定性，才能确保轴承高的使用寿命。所以轴承钢的零件热处理后的硬度要求见JB/T 1255-2001标准规定，套圈硬度一般为57～65HRC；钢球硬度一般为58～66HRC，滚子硬度一般为57～65HRC。滚动体和套圈的工作面还受到含有水分或杂质的润滑油的化学侵蚀。在某些情况下，轴承零件还受到复杂的扭力或冲击载荷。