3 中国钢球工业的现状和问题

中国钢球工业自1948年生产出第一批产品已有56年的历史，从技术进步和行业发展看，改革开放后的发展是最快的阶段，目前我国钢球行业已经能生产0.5~200多mm的钢球，材料以GCr15为主，还大量生产低碳、防磁、防腐蚀、耐高温、有色金属、各种陶瓷和非金属材料球，精度已经能批量生产G1000～G5，产品广泛用于轴承、工程机械、家用电器、汽车、农业机械、机床、摩托车、冶金、化工、仪器仪表……，全国钢球生产点不少于几百个，其中有上千人的大企业，也有几个人的小工厂，有从毛坯到成品独立加工的，也有只加工某一工序的，形成了一个大企业周围分布无数个小企业和生产点的大局面，这种局面加快了钢球行业的发展，但也出现了无序的竞争，这种竞争不仅在国内，而且超越了国界，中国已经成为世界上钢球企业最多的国家，也是产量最大的国家，但要成为钢球生产强国还有很多问题需要解决。下面就中国钢球行业的现状和问题作一分析。

3.1原材料方面

制作钢球的钢材有很多品种，但实际能供应的品种甚少，有些虽能生产，但量少的无法提供。碳钢球用的是建筑用材，没有理想的低碳钢球用材。轴承钢的标准从两部协议已发展到GB/T18254-2000，GB/T18254-2001标准，中国终于有了轴承钢国家标准，通过引进、改进、更新设备，产品质量有了很大的提高，国际上的跨国轴承公司、汽车配件公司已经可以采用或正在对国内钢材进行认可，上钢五厂是他们的首选目标，经过加价优选的材料无论是氧含量、钛含量、夹杂物上都有提高，为优质钢球的生产创造了条件，但价格要高于一般产品。从总体上说，我国轴承质量稳定性较差，波动大，当市场供大于求时，质量往往会好于供不应求时期。一些信誉度差的钢厂以次充好，为提高成材率，减少头部切除长度，或者将被切除部分不该用于钢球的，因管理不善，混入了钢球用材，造成钢球质量后患无穷。钢材的裂纹仍是钢球行业头痛的事，加工前局部裂纹很难发现，成球后钢厂不认帐，这样增加了钢球行业的质量风险和成本。另外，因轴承出现无序竞争，相互压价，低价竞争，带来了钢球的无序竞争，低价竞争，而钢球又是形状简单大批量生产的机械零件，材料在产品成本上占最大的一块，钢材的价格和质量对钢球影响很大，钢球用材，由于它是全工作面产品，比轴承要求更高，按传统的要求，用于钢球的钢材只能用模铸工艺生产的，钢锭的头部不能用于钢球。由于受价格因素的驱动，市场上各种劣质钢材时有出现，个别企业用国产连铸钢材和低价劣质钢材大胆地用于钢球，这样造成了市场的混乱，质量的混乱，这必须引起有关方面重视，使中国钢球行业沿着公开、公正、诚信、有序竞争和健康的方向发展。

3.2 工艺方面

由于改革开放加强了国内企业与国外企业的交往，滚动体专委会经常组织有关企业研讨、交流、攻关、考察，使国内钢球企业较多地了解到国外情况，促使国内钢球工艺逐步优化，从总体工艺流程来看与国外大同小异。总加工留量上，由于受机床、材料、模具的限制要普遍大于国外。在工艺的实施细节上，或称专用技术上各家企业百花齐放，总体上还有不小差距，规范性太差，研究深度还不够。

3.3 辅助材料方面

改革开放以来是钢球行业发展最兴旺的时期，也带动了相关企业的蓬勃发展。

砂轮是磨削钢球的重要工具，原来仅依靠一砂、二砂，质量问题长期得不到解决，无论是耐用度、外观和外形尺寸几十年一贯制，引入了竞争机制，几十年得不到解决的问题，基本得到解决。80年代初引入我国的2000#树脂砂轮现已实现国产化，但在使用效果上与进口尚有一定差距，4000#树脂砂轮的攻关工作还在进行中，目前4000#以上的树脂砂轮尚需进口。

磨板的质量直接影响钢球的表面质量，经过多次攻关取得一定成效，但由于铸造行业变化较大，人员变更也大，技术力量分散，质量稳定性仍较差，与国外还是有不小的差距，尤其是精磨板的质量不稳定直接会导致钢球表面质量的不稳定。

水溶性、油溶性磨削液是精研和精磨钢球的重要原料，它们是多种化工原料调和而成，由于我国化工原料品种少、质量波动大，导致磨削效果差异大，最终影响钢球表面质量的稳定性。目前部分企业还是依靠进口原料，这样成本也会相对提高不少。

光磨板是锉削球坯用的合金铸铁板，自70年代开发成功至今，生产厂一换再换，专业人员缺乏，产品能用，但缺少进一步改进提高的能力，与国外相比有不小的差距，具体表现在磨削效率、耐用度、砂眼等问题，它直接影响钢球的质量和经济效益。

各种磨料是钢球生产所必须的辅料，传统的精研钢球用的磨料是三氧化二铬，它在我国是一种化学试剂或工业纯，它的技术指标是化学成分纯度的百分比，作为磨料需要的是硬度、粒度、颗粒均匀性、杂质含量和抛光性能等指标，因此使用与生产出现明显脱节。在国外，同样是三氧化二铬，不同的用途有不同的技术指标，这样适应性就强。

从以上的砂轮、磨板、磨削液、磨料现状分析，总体上有很大进步，为我国钢球技术的发展作出了贡献，但离国际先进水平及用户要求还有很大差距，愿他们继续为中国钢球赶上国际先进水平作出努力。

3.4 企业管理方面

任何一个企业真正要上水平，一定要具备两方面条件：一方面要有严格规范的管理，另一方面要有先进的技术，二者缺一不可。对钢球生产来说更是如此，钢球看是简单，真正做好真不容易！有好的技术能生产出一批或几批好球，要有稳定的质量，没有有效的管理，稳定便成为空话。

改革开放后不但引进了不少钢球设备、测试仪器，也引进了一些先进理念，甚至一些好的管理方法，好的理念逐步被我们所接受。随着质量管理体系的广泛推行，和日常暴露出的一些问题，管理的重要性越来越明显。我国主要的钢球企业，最早的五大厂全是国有企业，后来发展到十大厂甚至更多，基本也主要是国有企业和少量集体企业，因此这些企业在书面管理上做得比较到位，实际操作上尚有不足。特别是一些先进的、全新的管理方法推行难度较大。随着经济改革的深入，国有企业和集体企业正逐步向股份制方向转换，管理也正逐步去满足这种转换。90年代产生的钢球企业主要是民营企业，从企业数量上远远超过前40年，但总体生产能力仍是前40年的企业占主导地位，这些民营企业起步时往往是家属式的，企业发展了，家属管理模式适应不了生产的需要，原有的管理模式向高一级形式变化。因此这一类企业的管理只是初级阶段的管理。总之，国内钢球企业的管理与国外先进企业相比差距更大，这一方面是因为我们的企业进入市场经济时间不长，企业如何适应市场经济，摸索适应我国国情的有效管理需要时间，国外一些好的经验应该借鉴，但也不能全搬，因为无论是人员素质、企业规模、产品结构、硬件条件、设备状况、生产组织形式均不相同，要把国外的经验与国内实际情况结合起来，才是最有效的。另一方面，钢球的低价竞争客观上也影响到企业在管理上的投入。

3.5 技术标准问题

钢球的国家标准第一次制定并推行是在1964年，第二次修订的版本是1977年，第三次修订是1984年，这三个版本都是原则上部分采用ISO标准，由于当时的工艺水平低，常规生产无法达到国际标准，按当时的国情，某些项目在ISO标准基础上作一调整，制定了自己的标准。随着钢球技术的发展和工艺水平的提高，原来执行的国标已落后于实际水平，由此制定了新的国家标准，即GB308-89标准，为向国际水平靠拢，新的标准等同采用ISO3290-1975，除了没有采用英制规格外，其他已与国际接轨，ISO标准的采用，与国际交往有了共同语言。1998年，国际标准化组织又颁发了新的钢球标准，为赶上先进水平，我国等同采用了此标准，颁布了GB308-2002标准，新标准引入了表面不平度和形状参数的概念，给出了波纹度的定义，对表面粗糙度定义作一修正，优化了球的尺寸，增加了G24、G60，Ra的数值有所压缩，这样真正与国际标准同步了，更有利于中国钢球发展，并与世界融为一体。

3.6质量现状

中国钢球从材料上分，主要有三大类：一类是低碳钢，这类材料的产品档次较低，由于价格原因，原来向日本、台湾等地采购的都转入中国大陆，也有一些境外企业转移至大陆生产。由于这类产品使用要求低，虽有质量标准，而价格标准更为突出，材料问题、热处理渗碳问题、压碎值问题，混球和缺陷球比例过高也许被称为垃圾球的主要原因。第二类是不锈钢球，其中有马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢，马氏体不锈钢球要求要高于奥氏体不锈钢球，但总体要求会低于轴承钢，因此质量矛盾也不突出。第三类是轴承钢钢球，这类材料在钢球中占主导地位，在这类钢球中10mm以下的数量最多，因此，中国钢球的技术进步、引进技术的消化、工艺改进、先进技术的采用推广、总的物力财力的投入在这方面也是最大的。在原机械部组织下，通过“七五”科技攻关和大循环水剂精研技术的推广，使中国钢球进了很大一步，目前国内广泛采用的就是此成果的基本内容，只要按一定的规范进行操作，此工艺获得的钢球球形误差、球直径变动量、表面粗糙度Ra都能得到满意的效果，基本能达到国外同等水平，甚至更好，但Ry的数值往往不太理想。在批直径变动量上，工艺技术上不存在问题，要达到标准也无大碍，但操作和调整不当，个别数值会偏大，与国外实物质量比会出现一些小问题。尺寸定值上，国内问题较大，同样的钢球各家测值结论不一，这与测量方法、仪器、环境、人的因素都有关。钢球的压碎值一般都能达到标准（JB/T1225-2001），但与日本相比均会偏小。钢球的动态性能，是低噪音轴承对钢球的重点要求，“七五”攻关的最终目的就是要钢球满足电机轴承配套的需要，从80年代的“七五”攻关至今，钢球的振动值水平又有新的提高，就振动值数值来说，已达到相当的水平，但不足的是数值的离散性一般都要在3dB以上，国外好的水平一般是2dB。随着无异音轴承的问世，对钢球的表面提出了更高的要求，不仅要解决缺陷球的漏网，更要解决钢球表面的各种伤痕，对全工作面的钢球来说，确实是项艰难的工作，日本采用光电外观的办法，但也不能彻底解决此问题，因为仪器检查有较好的稳定性，但灵敏度还是有限的。国内为解决此问题工艺上采用了各种办法，尽量防止和减少缺陷的漏检和伤痕的产生，当然光电外观检查也是一种不错的补救措施，目前国内也正在开展这方面的研究，期待早日可以用于生产。总之，国内钢球缺陷和表面伤痕的漏检比过去有很大提高，但还满足不了用户的要求。

钢球质量要赶上当代先进的实物质量水平，除了精度、粗糙度、表面质量、动态性能以外，可靠性和寿命是两项重要指标，国内钢球行业早在九十年代就开始做这方面的工作，当时为了军用、航空产品的可靠性，把涡流探伤技术成功地用于钢球制造，接着又把此技术扩展到汽车用钢球的制造，这一技术的成功，对钢球的可靠性起着至关重要的作用。由于我国深沟球轴承的大力发展，某种程度上，对噪音、异音比对可靠性寿命更注重，这是市场的导向，也许是价格的原因，在这种情况下，我国钢球在选材上和某些工艺环节上的差异，导致寿命（噪音寿命、疲劳寿命）差异较大，据统计，在70年代，国内轴承的损坏有70%是由钢球所致，近来有所下降，但钢球仍是轴承中最容易损坏的部分。随着我国汽车工业的大发展，汽车轴承的可靠性直接影响汽车的可靠性，因此轴承的可靠性和寿命必将放在重要地位，我们必须面对这一事实，去认真对待。钢球的噪音寿命不但需要钢球行业去研究，也需要轴承行业去研究，确切地说是需要双方共同研究，目标是降低轴承的噪音，提高轴承的寿命乃至疲劳寿命。从轴承钢钢球的质量现状看，进步不小，但发展仍不平衡，钢材优劣差异大，部分钢球质量已接近和达到国际先进水平，总体仍有差距，尚需我们继续努力。