如何用听针检查电机轴承

第一篇：如何用听针检查电机轴承

听针是如何检查电机杂音

简单的用听音棒（又称听针或听棒），一端接触设备的轴承等部位，一端与耳朵接触，听取运转时设备里面的响声。如果设备有问题的话，有经验的工程师还是能听出来一些不正常的声音的。

正常的电机声音为高频连续的，而轴承有缺油或故障的声音为间断的咔啦声响如果高频声音中夹杂着轻微的间断咔啦声说明轴承稍微缺油，但是不影响运行，通常再开1-3个月没问题，间断低频咔啦声越响，说明轴承问题越严重

原理：声音来源于轴承滚珠间摩擦，润滑油充足时摩擦小且均匀，所以声音不大，且频率高当轴承缺油时摩擦增加，咔啦声来源于滚珠与轴承内壁不平整处的摩擦声，因此频率较低，且声音较大。

第二篇：电机用换向器检查规范

电机用换向器检验规范

1．1适用范围

本规范适用于电机用换向器的成品和外购品的入厂检验。

1．2检验项目：

（1）换向器的主要尺寸（包括换向器的长度、直径、换向片数、内孔尺寸，升高片尺寸和结构等）必须符合设计图纸要求。

（2）换向器工作表面要求清洁、光滑、平整、无伤痕和无毛刺。

（3）换向器外形为圆柱体在冷态时径向跳动量在圆周速度≥15m/s时，≤0.05mm，在圆周速度<15m/s时≤0.09mm，可采用盘车或

在低速下转动时用千分表进行测量。

（4）换向器对轴中心线的平行度，应满足以下要求：小型电机平行度公差为0.8㎜。

中型电机平行度公差为1.0㎜

大型电机平行度公差为1.5㎜

（5）换向器工作表面粗糙度为（6

（7）V形云母环3°面涂封严密。

（8）换向器绝缘可靠，耐压试验（包括片间耐压，对地耐压，片间电阻，直流电阻）应全部合格。

（9）在室温下用500V兆欧表测量，换向器内孔与换向片之间的绝缘电阻必须大于50MΩ。

（10）换向器云母下刻正常，小型电机为0.8～1㎜。中型电机为1.0～1.5㎜，大型电机为1.5～2.0㎜，换向片下刻倒角为45°，倒棱宽度为0.3～0.5㎜。

第三篇：振动电机的工作原理和轴承保养方式

振动电机的工作原理和轴承保养方式

——华盛技术中心支持

我们知道仓壁振动器主要是由振动电机和底座两部分构成，仓壁振动器作用是使料仓等部位的粘附物脱离，进而使得料仓口等不堵塞。仓壁振动器的振动源主要来与振动电机，振动电机由于没有高频率的工作，在一般情况下我们该如何进行保养呢？下面华盛的张师傅就来我们专门讲解一下振动电机的轴承保养问题。

如果振动电机出现轴承过热，那是因为轴承损坏润滑脂过多或过少，要不就是油脂中混入杂物。唯一的办法就是更换轴承,调节给油量或更换新润滑脂。按正规要求是每月要加一次润滑油的，每次要加10-15克为佳。—4和—6的电机一般一年加一次油是可以的，但对于—2的振动电机来说决对是不行的。一般情况下，新电机在连续工作使用一个星期左右要对轴承补充润滑脂，一般采用的润滑脂为二硫化钼3号锂基，第一次润滑以后下次间隔时间要视设备使用时间的长短而定，一般情况间隔时间为一个月左右。

振动电机的保养就等同于仓壁振动器的保养一般，它们其时可以说是同一个部分，至于底座的作用只是稳定作用。振动电机的轴承是其核心，在核心上我们必须要保证它的正常运转，这就是我们对轴承进行保养的原因。

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第四篇：轴承用材料质量现状与发展

轴承用材料质量现状与发展

中国轴承工业协会技术委员会材料专业委员会 雷建中

一 我国轴承工业面临的形势

轴承作为关系到国民经济发展的关键机械基础件，其技术、制造水平的高低和产品质量的优劣对主机的性能和质量有着至关重要的影响。随着科学技术的迅猛发展和高效、节能、环保、长寿命、高可靠性等方面的要求，主机制造厂家对与其配套的轴承在各个方面提出的要求越来越高，苛刻的条件、低廉的价格是轴承行业及相关行业（例如轴承钢制造业）目前必须面临的主要问题和不得不接受的事实。

我国轴承工业经过五十多年来的建设与发展，特别是通过从“六五”到“九五”期间的二十年的建设和技术改造，目前已具备相当的生产规模和较高的技术、质量水平。具有一定规模的轴承生产厂家由解放初期的十几家发展到1500余家；职工人数从不足千人壮大到近80万人；轴承年产量从1949年的13.8万套增加到目前的20多亿套；轴承品种累计从100多个增加到7000多个，规格多达28000多个。随着我国轴承工业的迅猛发展，加之我国巨大的市场潜力和相对低廉的劳动力价格，近几年来吸引了包括国外轴承知名公司（例如SKF、FAG、NSK、NBM、KOYO、TIMKEN、TORRINGTON等）先后以独资、合资、合作等形式在我国投资办厂。随着国外知名轴承生产企业在国内的发展，对我国轴承设计技术水平的提高、生产工艺和生产管理的规范化、生产装备水平的现代化、产品的质量和使用性能的提高等方面起到了很大的推动作用。

我国在去年顺利地加入了世界贸易组织（WTO），这对我国轴承工业是一次难得的机遇和巨大的挑战。一方面“入世”必将大大地促进我国轴承工业的技术改造和技术进步，因为只有加大技术改造力度和技术进步的投入，才能迅速提高我国轴承生产企业的工艺装备的现代化，提高劳动生产率，降低生产成本，提高轴承产品质量，在激烈的市场竞争中即保住国内市场份额的同时，又不断扩大出口，这是我国轴承工业在今后得以生存与发展的必由之路。另一方面，我国轴承生产企业将面临来自国外知名轴承公司的激烈挑战和竞争，其结果必将加速我国轴承工业的产业结构和产品结构的调整步伐。总而言之，“入世”对我国轴承工业真可谓机遇与挑战并存、生存与发展同在，如何抓住机遇，提高企业的生存能力，在生存的同时如何求得不断地、快速地发展是摆在我国轴承行业面前不可回避、也无法回避的问题。

目前，我国生产的轴承产品可以满足国内所需品种的70%以上，数量达90%以上的要求，每年的轴承出口量也以较高的比例递增，我国已跨入世界轴承生产大国的行列。目前，我国轴承产量达20亿套以上，产值200多亿元，年出口7.7亿套，出口创汇约达7亿美元，世界排名第4。但我们必须清楚地看到，我国轴承工业低、散、差的问题依然存在，普通微型、小型、中小型深沟球轴承仍在大量低水平地重复生产，导致严重的供过于求，市场竞争十分激烈。由于市场竞争激烈，部分轴承生产企业（尤其是生产规模较小、技术水平较低、产品质量较差的中小企业）为了求得一席生存空间，只能在产品销售价格上大做文章，导致我国绝大多数生产企业不得以而为之，价格大战愈演愈烈。如果这种情况较长期地持续下去，势必要影响到整个轴承行业技术改造和技术进步，将严重地制约我国轴承工业的健康的发展，严重影响我国生产的轴承在国际上的声誉。

对轴承产品质量要求严、技术附加值高的轴承，例如轿车轴承，高速、准高速铁路轴承，各种进口设备维修用轴承，部分高精度、高附加值和在特殊工况条件下使用的专用轴承供应缺口较大，仍需要大量的进口。例如，1999年我国进口轴承成品高达6.4亿套，占我国轴承产量的32%，占我国轴承消费总量的42%。目前，我国生产的轴承产品在性能与价格比、高精度、低噪音、长寿命与高可靠性等方面与国外知名企业存在着较大的差距。“九五”期间，在中国轴承工业协会的领导下，经过众多轴承生产企业的大力支持和共同努力，使我国生产的轴承在高精度和降噪方面取得了很大的成绩，大大缩短了与国外轴承之间的差距。“十五”期间，中国轴承工业协会提出了将“提高轴承的使用寿命和可靠性”作为奋斗目标之一是十分正确的，而且多次指出：轴承用材料的质量和轴承零件热加工（包括锻造、热处理）质量的提高是完成“十五”期间的奋斗目标的工作重点。下面针对轴承用材料方面目前存在的问题及在“十五”期间的主要工作内容及计划制定发展规划如下。

二、提高轴承钢材料质量是当务之急

（一）我国轴承钢材料质量的现状

轴承钢材料的质量高低对轴承产品的加工质量、使用寿命和可靠性的优劣起着至关重要的作用。目前，随着我国轴承工业的迅猛发展，轴承产品无论与国内主机生产厂家配套的数量或对外出口的数量，每年都以较大的增长速度递增，使轴承钢的需求量同样以较大的比例递增。据不完全统计，2002年我国轴承钢的需求量达到100万吨左右（包括高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢及特种轴承钢），其中：高碳铬轴承钢每年用量约93万吨，渗碳轴承钢用量约5万吨，不锈轴承钢、碳钢及特种轴承钢约2万吨。另外，在每年的高碳铬轴承钢的用量中，大型轴承用钢（钢材棒料直径大于100毫米）约占20%，即18~20万吨；中小型轴承用钢（热轧不退火钢材直径20~90毫米）约占65%，即60万吨左右；滚动体及微型用料（包括热轧退火、冷拔轴承钢材小于20毫米）约占15%，即14万吨左右。

二十多年来，经过我国冶金行业和轴承行业共同的努力，使我国轴承钢材料的质量有了明显地进步。尤其是近几年来，随着《高碳铬轴承钢》国家标准（GB/T18254-2002）和《高碳铬轴承钢丝》（GB/T）的制订和实施，加上许多特殊钢厂引进了国外的先进工艺及设备，使我国轴承钢的冶炼水平、冶金质量上了一个台阶，在一些技术和质量指标方面已达到或接近国外的先进水平。例如，大多数国家重点特殊钢厂生产的轴承钢的氧含量都能满足新国家标准的要求，生产轴承钢质量好的特殊钢厂生产的模铸轴承钢的氧含量能控制在9-13ppm范围内，连铸轴承钢中的氧含量能控制在6-10ppm范围内。由此可见，我国重点特殊钢生产厂家生产的轴承钢中的氧含量已接近国外生产轴承钢先进国家的水平。

另外，近几年来上钢五厂将自己生产的模铸轴承钢送到SKF公司检验并得到了该公司的认证。江苏兴澄钢铁有限公司也分别得到了SKF、FAG、NSK、NTN等世界知名轴承公司的认证或允许他们在我国开办的轴承生产厂家使用该厂生产的轴承钢加工轴承零件。

但是，在看到这些年来所取得的显著成绩的同时，我们还应该对我国轴承钢质量的现状保持非常清醒的认识。从我国轴承钢生产的整体质量水平和各个厂家生产轴承钢的质量稳定性而言，尚与国外发达国家的质量水平存在有较大的差距。

（二）对轴承、轴承用钢及冶金质量的基本要求

滚动轴承零件要在拉伸、压缩、弯曲、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下，高速而长时间地工作。因此，对滚动轴承要求具有：

1）高的抗塑性变形能力 2）高的抗摩擦、磨损性能 3）高的旋转精度及尺寸精度 4）好的尺寸稳定性

5）长的使用寿命和高的可靠性

为了满足以上对滚动轴承所要求的性能的要求，对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求：

1）高的接触疲劳强度

2）热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度 3）高的耐磨性、低的摩擦系数 4）高的弹性极限

5）良好的冲击韧性和断裂韧性 6）良好的尺寸稳定性 7）良好的防锈性能； 8）良好的冷、热加工性能

根据以上对轴承用钢的基本要求，可以对轴承用钢的冶金质量提出以下的基本要求：

1）严格的化学成分要求

2）较高的尺寸精度要求，对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料，应该对其尺寸精度有更高的要求

3）特别严格的纯洁度要求

4）严格的低倍组织和显微（高倍）组织要求

5）特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求：表面缺陷包括表面裂纹、表面夹渣、毛刺、折迭、结疤、氧化皮等；内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、过烧、严重的疏松和偏析、显微孔隙等。

6）严格的碳化物不均匀性要求 7）严格的表面脱碳层深度要求

8）其他要求：例如轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态等。

（三）我国轴承钢材料研究及冶金质量等方面所存在的主要问题 目前，我国生产的轴承用钢研究及冶金质量等方面存在有以下比较突出的问题如下：

1．缺乏冶金行业和轴承行业之间的紧密合作

不断提高轴承的加工质量、使用性能及寿命和可靠性是世界各国轴承行业永远不变的追求。轴承产品质量的方面提高要求轴承钢材料质量也要不断提高，轴承行业与冶金行业的奋斗目标是一致的。只有轴承行业的不断发展，轴承钢的需求量才能不断扩大，冶金行业才能得到不断地发展；只有冶金行业技术水平的不断进步，轴承钢材料质量得以不断地提高，才能从根本上保证轴承产品质量的不断提高和轴承行业的健康发展。由此可见，两行业之间的关系应该是建立在同舟共济、共同发展基础之上的。

长期以来，两行业一直保持着良好的合作关系，共同为我国轴承钢材料的冶金质量的提高做出了很大的贡献。以往的合作主要集中在轴承钢标准的制订、新材料的开发、关键军工轴承用材料冶金质量的提高及部分钢厂轴承钢材料质量的全面检验等方面，但在如何不断提高民用轴承用材料的冶金质量以提高轴承的使用寿命和可靠性，针对不同工况条件下使用的轴承特性进行新材料的研究开发，以提高其使用性能、寿命和可靠性（近几年来，国际上先进国家在这方面开展了许多的工作），共同研究《高碳铬轴承钢》国家标准中遗留的、新出现的问题，为进一步完善标准等方面缺乏全面地合作。在美国、瑞典及日本等发达国家，在研究提高轴承钢冶金质量方面的工作都是由轴承生产企业根据主机厂家对轴承提出的服役条件要求，轴承和冶金两行业共同进行材料方面的研究，因为轴承钢材料冶金质量是否能满足轴承的要求，并不是仅仅靠一个或几个简单的冶金质量指标就能完全说明问题，真正的、唯一的衡量标准是能否满足了轴承的使用寿命和可靠性的要求。另外，共同的合作弥补了双方的不足，使冶金技术人员知道轴承的特性及使用的工况条件，根据其特性有针对性地改进材料化学成分、冶炼工艺、质量检验方法及控制指标，最终的考核均是以轴承寿命试验机或接触疲劳寿命试验机的实验测试结果来评价，例如日本研制的长寿命轴承钢（Z钢）及超长寿命高可靠性轴承钢（EP钢）、提高在污染环境条件下轴承抗表面疲劳剥落的NSJ2轴承钢、提高冷加工性能和寿命的KUJ2轴承钢、KUJ7中温用轴承钢等均是双方合作研究的成果。第三，由于双方共同开展的新材料研制或提高轴承钢材料质量的研究是为了满足轴承生产企业的具体需要，加快了产业化的步伐。

以前，我国轴承钢生产厂家和轴承制造厂家之间的关系仅仅是简单的供需关系，与洛阳轴承研究所的合作也仅仅是建立在国家科研项目合作的基础上，原计划经济时期形成的只在本部门中合作等传统观念仍没有太大的改变。有时，一个或几个钢厂联合完成国家关于改进轴承钢冶炼方法或提高其质量项目后，最终的科研成果仅仅是一个或几个有关质量指标的改进报告，很少进行轴承寿命的试验验证，造成科研与生产应用的严重脱节。例如，近几十年来，我国的轴承钢冶炼技术和设备改造一直围绕着如何降低氧含量、提高钢材的纯洁度进行了卓有成效的工作，使我国轴承钢中的氧含量从八十年代的20ppm以上降低到15ppm以下，甚至质量好的特殊钢生产企业在氧含量控制指标方面以接近或达到国外的先进水平。但为什么我国生产的轴承钢加工成轴承后，其使用寿命和可靠性与国外的产品存在有明显的差距,为什么我国生产的轴承钢的质量在国际上没有令人满意的地位,难道这不令我们深刻地反思吗？

2．观念仍需更新、增强危机意识、适应市场经济

随着我国加入世界贸易组织，对我国的各个轴承钢生产企业而言同轴承行业一样面临着更大的挑战，甚至挑战性更大。钢铁生产属于规模经济，需要有科学的管理体系、先进的工艺装备、丰富的技术经验、严格的质量控制、优质的实物质量、完善的售后服务来保证。从我国钢铁工业的整体水平而言，在全方位上我们都与国外先进国家存在有一定的差距，加上计划经济遗留下来的顽症仍未完全消除，严重制约着我国钢铁工业的健康发展。

由于轴承的特点，对轴承钢的质量要求是在所有钢种中要求最严的一种，有人将轴承钢的冶炼技术和质量水平比喻为代表一个国家的冶金技术水平的标志。由于轴承工业属于传统产业，发达国家有向劳动成本低廉的国家或地区转移的趋势，因此我国在近几年内将成为世界主要的轴承生产基地，随之成为轴承钢主要的需求国已是不争事实。国外先进的轴承钢生产企业将会瞄准这一庞大的市场，充分利用他们的技术、质量以及价格和性能比优势抢占市场。从轴承钢的冶炼技术、实物质量水平来比，我国轴承钢生产企业的水平尚有一定的差距；从价格与性能比而言，我国仍处于劣势；单就价格而言，我国目前存在有一定的优势，但与日本、韩国、巴西等国的轴承钢价格相差不大，随着我国加入WTO时间的延长，关税将进一步降低或取消，而且人民币对美圆的汇率面临着增值的巨大压力。考虑到以上的综合因素的影响，预计在3年左右的时间内，国外优质的轴承钢价格与我国生产的轴承钢价格相比将不处于劣势。

在我国加入世界贸易组织之后，提高轴承产品的质量水平，积极参与国际市场竞争，尽快使我国由轴承生产大国转变为轴承生产强国是中国轴承工业的发展目标。由于世界轴承生产基地建立在我国，国外知名轴承公司通过独资、合资、合作等方式将全面进军我国的轴承工业领域，抢占我国轴承市场。在这种严峻的市场竞争形势下，必然促进我国轴承工业进行重大的机构调整，采用“强强合作”、“强弱兼并”等形式组成具有竞争势力的轴承集团，以抵御外资企业的冲击。外资企业的进入，除给我们带来市场冲击外，将对我们的传统管理、质量、经营等理念带来更大的冲击，尤其是经营理念。长期以来，我国众多经营者认为价格是经营的唯一法宝，低价位战略是迅速占领市场最为行之有效的方法，往往忽略价格与性能比、价格与产出比这一最为重要的因素。

对我国传统经营理念的冲击，必然给我国轴承工业带来重视产品质量，重视价格与性能比、价格与效能比的经营新理念，使我国的轴承工业能尽快摆脱重复生产、低价劣质、优质低价的恶性循环的“怪圈”，重新塑造中国轴承产品在世界上的新形象。要想提高我国轴承产品的寿命和可靠性，除了各个轴承生产厂家加强质量意识，提高质量管理水平，加大技术改造和技术进步方面的投入，提高产品设计和创新能力外，对轴承钢材料的要求将越来越高。这并不是像极个别轴承钢生产企业的少数人认为轴承行业对材料质量的要求是过分苛刻，这是轴承工业为适应形势发展要求的必然需求，是每一个生产轴承钢的企业必须面对、接受的事实。目前，我国生产的轴承产品价格仅是国外同类轴承产品价格的1/10左右，除其他原因外，材料质量不稳定也是一个影响轴承价格的重要因素。

另外，由于国外知名轴承生产企业的进入，以及我国轴承工业产业结构的调整，在我国轴承制造的轴承产品中，像汽车轴承、铁路轴承、机床主轴轴承、冶金机械、家用电器用轴承等高技术附加值的轴承所占比例将大幅度增加，由于这些轴承高精度、低噪音、长寿命和高可靠性的要求，必将对其所使用的轴承钢的冶金质量提出更高的要求。

综上所述，希望我国各个主要轴承钢生产企业应根据轴承行业发展的新形势、新要求，转变过去的满于现状、只要生产出来就不愁卖不出去的观念，充分认识到如果我国生产的轴承钢仍停留在目前的冶金质量水平，就将在不久的时间里被国外产品占领我国轴承钢市场的预言成为现实。目前我国每年的轴承钢进口量的不断增加就是一个很有力的佐证。因为，市场是没有国界的，在质量面前也是没有国界的，以“要爱国”为借口来保护落后的时代将成为过去。

3．全国各大特殊钢生产厂家企业的轴承钢材料冶金质量水平不均

目前，我国年生产轴承钢材料超过1万吨的主要生产厂家有：江苏兴澄钢铁有限公司、大钢集团、辽宁抚顺钢铁有限公司、大冶钢厂、上钢五厂、郑州永通钢厂、齐齐哈尔北满钢厂、西宁钢厂、大连特殊钢厂、无锡钢厂、重庆钢厂、山东莱芜钢厂、、本溪钢厂、长城钢厂和浙江滚动轴承有限公司等。由于这些主要轴承钢生产厂家在冶炼装备、冶炼方法、冶炼水平、检测手段、技术水平、质量意识、管理水平及经济效益等方面的差异，导致生产出来的轴承钢冶金质量水平参差不齐。

另外，因一些中小型轴承生产企业和轴承钢管坯、锻造、车加工套圈及滚动体用冷拔钢丝等企业缺乏对轴承钢材料质量复检、材料标准规定的认识，以及缺乏必要的检测仪器和有关的检测人员，只考虑到材料价格的因素和盲从材料生产厂家的质量保证书及宣传，使大量不合格的轴承钢材料通过这些企业得以流通，甚至流入中大型轴承生产企业及对轴承产品质量要求非常严格的关键产品中，严重影响我国轴承的产品质量、使用寿命和可靠性。4．各大钢厂冶金质量存在着不稳定性

我国生产的轴承钢的冶金质量的稳定性较差。国外主要靠控制轴承钢生产过程中的工艺参数有目的的控制轴承钢的冶金质量，据了解我国有些生产企业是靠随后的检验来决定所生产的材料质量是否合格，而且，在相同的工艺条件下，不同批次或炉号的产品在质量方面的差异较大。这固然与我国绝大多数轴承钢是用废钢冶炼等原因有关，但应该尽快采取有效的措施加以解决，以保证我国生产轴承钢的冶金质量稳定性得到提高。

5．没有正确处理好效益与质量的关系，内部质量管理有待进一步加强

实事求是地说，我国生产的轴承钢产品冶金质量在近几年来是有了一些可喜的进步（例如像钢中氧含量指标的降低，表面质量有了一定的改善等），但是在过去很少出现的非金属夹渣、缩孔、非金属夹杂物大量出现等问题经常出现，这些质量问题的大量出现与钢厂盲目追求成材率，该切掉的冒口没有切掉所致，更为严重的是在有些采用连铸方法生产的轴承钢产品上也发现了这些现象。另外，轴承生产厂家与钢厂之间关于化学成分不合格、非金属夹杂物严重超标（尤其是点状夹杂）、碳化物带状严重、碳化物堆积、退火组织不合格、脱碳层超标、表面裂纹、疏松、折迭等冶金质量问题的争议呈明显的递增趋势，这充分说明我国轴承钢的实物质量水平总体有下降的趋势。有些钢厂的少数人认为出现这种下降趋势是由于轴承钢目前的价格偏低、钢厂的生产设备陈旧，无钱更新改造等原因所致，这可以算做一个站不住脚的理由，但这绝不是造成质量下降的借口。目前，轴承行业也正处于用户对轴承的产品质量要求越来越高，而产品价格一降再降的特殊时期，有的轴承产品的价格每年以10~15%的比例递减，难道轴承行业也要找价格低、设备陈旧的理由而放弃对自身产品质量的严要求吗？目前轴承钢总体质量下降的趋势应引起各个生产轴承钢企业领导的高度重视，造成质量下降的原因主要是由于盲目地追求成材率，简化和缩短正常的工艺流程，放松生产过程中的质量控制和出厂前质量检验与把关等环节的管理等原因所致。如果一个国家重点特殊钢生产企业连一个化学成分都检验不准，可见我国轴承钢的生产控制、质量控制和监督、把关等环节的管理已差到什么地步。6．对标准规定的理解和把握不一

由于近一两年来我国轴承钢的实物冶金质量水平有所下降，供需双方的质量疑义增多，对标准中的一些指标及规定的理解和把握的差异显现出来，例如如何进行复验取样、非金属夹杂物如何进行复验、大颗粒点状夹杂物如何评级等。因为我国各个轴承钢生产企业之间的质量水平存在着明显的差异，如果按《高碳铬轴承钢》国家标准（GB/T18254—2002）中关于采用模铸方法生产的轴承钢材料，其非金属夹杂物的检验应在钢锭上进行检验，用户无须在钢材上进行复验的规定。对于工艺装备、技术水平较好，质量管理严格的国家重点特殊钢生产企业，这条规定的可操作性是无可置疑的。但对于生产质量较差、技术水平较低、质量管理不严的企业，这条规定正好为其开了绿灯。另外，在新国家标准中所采用的非金属夹杂物检验方法和判断原则是等效地采用国际上通用的标准，其检验方法和判定原则是合理有效的，具有一定的先进性。但由于我国与国外发达国家相比，无论在轴承钢生产的工艺装备、技术水平、生产与质量管理、质量控制与监督等方面都存在有较大的差距，国外的产品质量是靠生产过程中的严格控制来保证的，随后的质量检验只是起到监督把关的作用，而我国的轴承钢生产企业的产品质量控制主要是通过随后的检验。另外，从近几年的国内外轴承钢材料的实物质量分析中发现：国外生产的轴承钢中非金属夹杂物无论在颗粒大小及分布的均匀性方面，都在很大程度上优于我国生产的轴承钢产品。在国外生产的轴承钢中各类非金属夹杂物绝大多数都是呈细小、弥散、均匀的状态分布，尤其对于严重影响轴承使用寿命和可靠性的氧化物、点状不变形夹杂物更为如此。而在我国生产的轴承钢中非金属夹杂物的颗粒大小、分布状态很不均匀，有的视场一颗非金属夹杂物都没有，有的视场则大量出现，点状不变形夹杂不仅出现的概率频繁，而且颗粒尺寸较大，这从一个侧面说明为什么我们国家用同一炉号的材料，用同样的加工设备生产出来的轴承产品在使用寿命方面存在着较大的差异，轴承高低寿命之比相差几十倍，甚至上百倍。

目前，在全面贯彻执行轴承钢材料标准方面同样存在着一定的问题。针对高碳铬轴承钢而言，《高碳铬轴承钢》（GB/T18254—2002）版标准是对《高碳铬轴承钢》（GB/T18254—2000）版标准的第一次修订，增加了连铸轴承钢材料的有关检验内容。《高碳铬轴承钢》（GB/T18254）自2000年正式实施之日起，原《机械工业部与冶金工业部关于高碳铬轴承钢临时供货协议》（YJZ—84）技术条件则同时停止使用，但新的国家标准已实施近两年，个别轴承钢生产企业仍在给用户的质量保证单上填写的检验标准是YJZ—84技术条件，并不是这些轴承钢企业不知道新标准已经实施，而是考虑到自己的生产工艺不符合新标准中必须真空脱气的有关规定，继续使用作废的标准迷惑对标准不了解的轴承生产企业。所以，中国轴承工业协会希望轴承钢生产企业端正工作作风，事实求实为轴承生产企业提供符合标准要求的材料。

另外，像上钢五厂、江阴兴澄钢厂等特殊钢生产企业参照国外标准而制定优质轴承钢材料企业标准，以较高的价格供给需要优质轴承钢的轴承制造厂家其作法是可取的。通过洛阳轴承研究所的接触疲劳试验结果表明，江阴兴澄钢厂生产的优质轴承钢的接触疲劳寿命比一般轴承钢的接触疲劳寿命高20%以上。由此可见优质轴承钢在提高轴承寿命和可靠性方面的确效果比较明显，但目前缺乏统一的、经过轴承行业认可的优质轴承钢标准或供货协议，对轴承生产厂家采购带来一定的麻烦，而且也不利于优质轴承钢的推广应用。

所以，能否完全相信钢厂在模铸轴承钢锭上检验的非金属夹杂物的结果一直是轴承行业关心的问题。看来只有通过冶金行业加强行业管理，发挥对所属企业的生产质量进行有效的、全面的监督职能作用，对不能保证轴承钢产品质量的企业应采取必要的措施限制其生产。另一方面，轴承钢生产企业应提高轴承钢生产过程的控制能力与水平，花大力气从根本上解决非金属夹杂物颗粒及分布状态不均匀的老大难问题，本着对用户负责的态度加强内部的质量管理和监督力度，不合格的产品坚决不允许出厂。这样，才能从根本上体现新标准的先进性、实用性，才能真正发挥新标准控制质量的作用。7．对非金属夹杂物、碳化物的颗粒大小及分别状态缺乏深入地研究

前面已经提到，近几十年来我国在冶金方面取得的较大进步主要是采用了真空脱气冶炼方法，使轴承钢中氧、氢和氮的含量有了大幅度的降低，甚至有些国家重点特殊钢生产企业生产的优质轴承钢中的氧含量已接近或达到国外的先进水平。但在非金属夹杂物、碳化物颗粒的尺寸大小及分布状态等方面并没有开展较为深入地研究。这也难怪在轴承行业中有的检验人员反映目前在这方面不但没有进步，反而有些退步，新的国家标准在控制这些指标方面还不如YB9—68严格。这些反映可能言过其实，但从一个侧面证实我国生产的轴承钢要真正的提高产品质量，必须正视这些存在的问题，花大力气、尽快地解决这些问题。

目前，衡量轴承产品质量的优劣，除轴承的加工质量和使用寿命外，可靠性的高低是最主要的衡量标准。随着我国市场经济的发展和不断完善，人们对产品质量的要求越来越高，各种产品的使用者对产品的挑剔程度越来越苛刻，非常重视选购产品的先进性和可靠性，这就使得需要轴承为之配套的产品生产厂家对轴承的使用性能及可靠性的要求越来越严格，因为对许多机械产品而言，轴承的使用性能和可靠性直接地决定着其产品的使用性能和可靠性。所以，在“十五”期间提高轴承的使用性能和可靠性是轴承行业主要奋斗目标。

影响轴承产品使用性能和可靠性的因素很多，但轴承钢材料质量的优劣则对其有着直接影响。换句话说，如果轴承钢材料自身的质量存在有一定的不足，想大幅度提高轴承产品的使用寿命和可靠性将成为一句空话。

轴承钢中氧含量的多少对钢中非金属夹杂物的数量起着决定性的作用，其含量的降低对提高轴承产品的使用寿命起着很大的作用，但对提高轴承产品可靠性方面的作用有一定的影响，并不是主要影响因素。对于我国长期使用制造军用轴承产品的轴承钢是采用电渣重熔的冶炼方法生产的（检验标准为军甲—61），其中的含氧量高于采用真空脱气方法冶炼的轴承钢，但其使用寿命、尤其是可靠性方面大大地优于一般真空脱气轴承钢，原因是电渣重熔钢的结晶组织、非金属夹杂物和碳化物的颗粒大小及分布状态优于真空脱气钢。由此说明，钢材的结晶组织、非金属夹杂物和碳化物的颗粒大小及分布状态是目前影响我国轴承产品使用寿命和可靠性的主要因素。另外，在《高碳铬轴承钢》（GB/T18254）中关于非金属夹杂物检验评级是采用ASTME45中的图iii，即改型的JK图片，在钢坯上检验。但从国外有关非金属夹杂物检验及对轴承使用寿命影响等有关资料报道来看，这种评级方法对于低氧量、高纯洁度轴承钢具有一定的局限性，已不能准确地评价轴承钢中的非金属夹杂物，国外已采用其它的检验方法进行评级，例如SAM方法等。所以只有在以上方面有所突破，我国轴承钢的质量和轴承产品的质量才能真正迈上一个新的台阶，希望轴承钢生产企业在这方面给予高度的重视。8．表面质量有待进一步提高

我国生产的轴承钢材料的表面质量问题（尤其是制造滚动体用的冷拉退火材的表面裂纹）一直是轴承行业反映比较突出的问题，因为其直接影响到轴承材料的利用率和产品质量，是一个比较直观、容易发现、无法扯皮和推脱责任的问题，但长期以来该问题一直悬而未决。自从1998年开始制订《高碳铬轴承钢》和《高碳铬轴承钢丝》新的国家标准以来，轴承行业将这一问题作为一个主要方面多次强烈提出，要求轴承钢生产企业全力进行解决。随着轴承钢生产量供过于求，市场的竞争日趋激烈，大部分特殊钢厂开始重视表面的质量问题，积极地采取了控制钢锭的表面质量，加大对钢锭表面缺陷的修磨，改进轧钢工艺，以及增加在线对钢材的探伤检验等措施，使钢材表面的裂纹出现率由过去的5%以上下降到1~2%。另外，近几年来部分特殊钢生产企业投入财力引进国外的连铸连轧生产线，这也是我国材料表面质量得到较大改进的一个主要原因。

但从总体而言，我国生产的轴承钢表面质量与国外相比仍存在着明显的差距。根据调查轴承生产厂家从国外进口的钢材表面质量的情况来看，无论是棒材、还是线材的表面质量非常好，表面缺陷出现率几乎为零。而由于我国生产轴承钢的企业众多，各厂的工艺装备、技术水平、人员素质、质量管理等方面存在有较大的差异，有的钢厂根本就没有涡流、超声探伤设备，有的钢厂有这些设备却没有充分地利用，甚至当成摆设，所以各厂生产的材料表面质量存在有较大的差异。据行业做的一些统计数据表明，江苏兴澄钢铁有限公司生产的轴承钢表面质量较好，平均表面裂纹出现率都在0.7%以下。

目前，最令轴承行业头疼的表面质量问题是线材。由于国家重点轴承钢生产企业主要生产用量大的棒材、锻材及热轧盘圆，由于生产设备、能力及价格的限制，生产的冷拔钢丝量（盘圆和直条）只占轴承行业需求总量的30%左右，其它都是由民营或个体企业生产，其中个体企业占大多数。由于这些企业生产规模较小，缺乏必要的材料质量检验手段，技术水平较低，有些厂家的质量意识及管理较差，导致生产的钢丝表面质量问题比较严重，直接影响滚动体生产企业的生产、质量和经济效益。9．缺乏主动开发轴承新材料的意识

随着科学技术的迅猛发展，为了满足对轴承为之配套的主机有高质量、长寿命、节能及环保等要求，轴承设计向单元化、轻型化、高强度化的方向发展，使轴承在承受更大的负荷或更高的温度的条件下工作。为了满足新条件下长寿命和高可靠性的要求，一般轴承钢已不能完全适用，近几年来国外（尤其是日本）的一些大的轴承公司与钢厂合作，通过对普通轴承钢的化学成分进行部分调整，开发适用于不同工矿条件下使用的新钢种，例如KUJ2、GT、NSJ2等。

由于我国长期形成部门的界限以及只有国家出经费才根据项目开展新材料的开发和应用研究等传统观念的影响，轴承与冶金行业之间近几年关于新材料方面的合作越来越少。造成这种现象的主要原因有：

1）轴承与冶金两行业之间缺乏相互之间的沟通。虽说在中国轴承工业协会和中国特殊钢企业协会中都设有专门从事轴承钢材料研究与应用的下属机构，即材料专业委员会和轴承钢专业组，各自负责本行业的有关轴承钢材料方面的组织和学术工作，但由于种种原因，相互之间缺乏密切地联系和沟通。中国轴承工业协会技术委员会材料专业委员会每年都要组织召开有关轴承钢材料质量方面的工作会议，向主要的轴承生产企业负责材料方面工作的技术人员通报轴承钢冶炼技术的新发展，国外轴承新材料的研究与应用方面的动向，讨论在对轴承钢材料质量检验过程中遇到的问题等。虽然两分会都做了大量的工作，但没有对轴承钢材料质量现存的问题及对策、新材料研究与应用等内容进行通报和交流，导致各个特殊钢生产厂家对轴承行业发展的现状及趋势、轴承行业对材料质量的意见及呼声、轴承行业急需开发和应用的新材料等方面了解甚少，不利于轴承钢材料质量的提高和新材料的开发。希望两个分会的领导认真考虑一下如何能够在今后更加紧密地合作，打破行业之间的界限，定期共同举行有关轴承钢材料方面的会议，为两个行业有关的技术人员提供相互交流学习的机会，增加相互之间的了解与沟通。2）冶金企业缺乏新材料开发的积极性

在国外轴承生产企业和轴承钢材料生产企业的关系非常密切，有关新材料的开发都是由双方共同进行的，其开发经费由钢厂提供，因为新材料开发成功及推广应用后，钢厂将获得较好的经济效益，轴承生产厂家参与新材料研究的全过程，并对新材料的性能、轴承的加工工艺（包括冷、热加工）研究、轴承的寿命考核等方面提供便利，及时就出现的有关问题与钢厂进行沟通，并提出改进措施及建议。

我国长期以来新材料的开发都是根据国家下达的重点攻关项目（例如《准高速、高速铁路客车轴承的研究》，《提高航空发动机主轴轴承寿命和可靠性的研究》等）的要求进行研究与应用的，很少有轴承和材料生产厂家共同进行新材料的研究、开发及应用方面的工作，材料生产厂家对没有科研经费的新材料开发缺乏一定的积极性。造成这种现象的主要原因是因为我国钢厂众多，由于经济效益等方面的问题，生产轴承钢材料的企业越来越多，不仅现有的特殊钢厂生产轴承钢的能力已大大地超出轴承行业的需求量，市场已严重地供大于求，而且一些普钢生产企业也正在采取措施和进行技术改造，准备生产轴承钢，有的已开始少量的生产，由此导致长期以来为轴承钢发展做出较大贡献的国家重点轴承钢生产企业的市场份额受到一定的冲击。另外，由于材料工艺和技术保密性较差，通过简单地测试就能将其化学成分、冶炼方法等搞清楚，其它的质量控制指标与普通轴承钢一样，使在新材料研究开发方面投入了大量人力、财力和物力的厂家不一定能获得很大的经济效益，反而没花一分钱研究的企业可以生产同样的新材料。研究轴承用新材料需要先进的工艺装备、丰富的科研经验、严谨的科学态度，只有国家重点特殊钢生产企业才能承担这方面的工作，如何从知识产权方面保护开展新材料研究和开发的企业应得利益是急需要解决的问题。

轴承钢是在所有特殊钢种中对质量要求最严的钢种，而且随着科学技术的进步，材料质量在不断地提高，新材料被不断地研制与应用。所以，各轴承钢生产厂家应看到与国外存在的差距，认真研究进一步提高轴承钢材料（尤其是连铸轴承钢）冶金质量的工艺技术，争取且在“十五”期间使我国生产的轴承钢水平接近国外的先进水平。

三、“十五”期间有关材料方面的工作计划及目标 1．加强标准的宣贯力度，维护轴承生产厂家的合法权益

《高碳铬轴承钢》国家标准已实施两年多，2001年材料专业委员会召开了两次标准宣贯会议，一百多家骨干企业参加了会议。在这两次会议上就该标准的制订过程、国外轴承钢标准的情况、国内外冶金技术和轴承用新材料的发展现状、标准的主要内容及使用时的注意事项等方面的内容进行了全面、详细地介绍和说明，并组织与会代表就标准的内容及在使用过程中出现的问题进行了广泛地讨论，为该标准的广泛地实施，轴承生产厂家正确使用标准来严把材料进厂质量关作出了较大的贡献。

但从全国1500多家轴承生产厂家的总数而言，目前已接受标准宣贯的厂家不到10%，很多厂家尚对该标准不甚了解，甚至个别厂家还不知道有该新标准，宣贯工作十分繁重。另一方面，由于轴承生产厂家大部分为民营或个体企业，这些企业在有关材料方面的技术人员严重缺乏，尤其是那些中小锻造、冷拉钢丝及生产轴承钢无缝钢管厂更为如此，他们只顾盲目生产，只考虑材料的价格因素，很少重视材料质量。要想从根本上提高全轴承行业生产的轴承产品的质量、使用寿命和可靠性，必须要使各个轴承生产厂（尤其是配套厂家）都重视轴承钢材料的质量，全面系统地了解和掌握标准的实质内容及有关注意事项，才能正确地使用标准来维护自己的利益，才能为完成中国轴承工业协会制定的“十五”发展目标创造良好的材料基础。

根据目前标准宣贯的紧迫性和存在的问题，材料专业委员会准备采取以下的具体措施：

1）在2003年~2004年的期间里，加大新标准的宣贯力度，采用分区划片的方法，争取使50%以上的轴承生产企业的领导和有关技术人员得到宣贯。2）希望中国轴承工业协会根据我国轴承生产厂家众多，尤其是生产轴承钢管、锻件及冷拉钢丝等绝大多数为个体企业（轴承钢材料的部分质量是否合格只能在这些厂家检测），大部分厂家缺乏必要的检验人员和检验的设备仪器的情况，出台对进厂材料必须全面复检的强制管理措施，对不具备检验条件的有关企业采取一定的限制措施，这些配套单位的领导和有关人员必须参加新标准的宣贯会议，使他们了解材料质量对轴承产品的重要性和标准的主要内容，增强他们的质量意识和自我保护的能力。只有这样才能真正地实现从源头把住材料质量关。

3）加大对各个生产企业有关从事材料检验方面人员的技术培训工作的力度，使他们全面了解和掌握标准中所采用的国内外对各项质量指标的检验方法，提高检验的水平。

2．利用已组建的轴承行业内部的“轴承材料及热处理质量技术咨询网”，增强整个行业在材料质量控制、新材料开发和解决供需双方等方面的协调能力。

因为我国轴承生产企业众多，其人员结构、技术水平和能力各不相同，加上近几年来又不断增加了许多新的厂家，他们在有关材料技术、质量控制及轴承钢生产企业的生产水平和质量状况缺乏必要的了解和信息渠道。另一方面，众多的材料生产厂家，生产水平及质量方面的差异，以及对标准和用户服务态度等方面的不同，轴承行业不仅对各个钢厂的质量情况缺乏定量的评价，而且对供需双方出现质量疑议时，不能详细地了解具体的疑议所在，很难给轴承生产厂家提供及时、有效的技术咨询服务，协助其解决存在的质量疑议。所以，已建立“轴承钢材料质量技术咨询网”是十分必要的。该网的主要作用如下：

1）为入网的轴承生产厂家提供关于轴承钢材料标准内容的答疑，协助解决质量疑义和制定材料供货技术条件。因为新的轴承钢材料国家标准是推荐性标准，有一些技术指标需要用户根据自己产品的要求而具体提出，经供需双方协商确认后，以供货技术条件或在合同之中注明而确定下来，例如轴承钢中残余元素的含量、非金属夹杂物如何检验等。目前，许多轴承生产厂家由于采购人员对标准不了解，只是在合同上简单地注明标准的名称和标准号，甚至有的连标准号也不写，导致不仅没有利用好标准赋予的权利，而且给解决质量疑义造成一定的困难和麻烦。

2）组织入网单位对各个轴承钢生产厂家的产品质量进行全面地、科学地、长期地质量统计，定期真实地评价出各个钢厂实际质量水平，并将评价的结果及时地反馈给入网单位。这样不仅使轴承生产厂家可以根据评价的结果选择质量好的钢厂，而且强化了行业在材料质量监督方面的作用，对钢厂提高产品质量也将起到很好的推动作用。

3）为入网的单位提供有关国内外轴承用新材料的发展状况，协助轴承生产企业根据产品的特点，与钢厂共同开展新材料的研制开发及应用等方面的工作。

3．加强与冶金行业和各钢铁企业间的合作

近两年来，除与冶金行业在制订《高碳铬轴承钢》、《高碳铬轴承钢丝》等国家标准方面的合作外，洛阳轴承研究所代表行业先后与江苏兴澄钢铁有限公司就“提高连铸轴承钢质量”、与大钢集团就“提高冷拔钢丝的表面和内在质量”、与抚顺钢厂就“50SiMo钢的研制”等项目进行了广泛的技术合作，并取得了较为令人满意的成绩。在“十五”期间，由于轴承行业将提高轴承的使用寿命和可靠性的工作重点放在提高轴承钢材料和热处理质量等方面，所以必须加强与冶金行业及轴承钢生产企业之间的密切合作，共同努力解决材料质量方面比较突出的问题和开展新材料的开发应用研究。

四、“十五”期间轴承钢材料急待解决的主要问题 1． 提高材料的表面质量

材料表面质量较差一直是比较突出的问题。因为表面质量的好坏，可以很直观地发现，而且直接影响轴承产品的产出率和产品质量，影响企业的直接经济效益，所以各个轴承厂都将材料表面质量，尤其是表面裂纹的多少作为评价材料质量好坏的一个非常重要的因素。因此，希望每个轴承钢生产企业应对此给予高度地重视，并采取增加在线探伤装置、增加探伤的次数等切实有效的措施加以解决这一老大难问题。我国生产的轴承钢材料在表面质量方面较差，除生产工艺、装备与技术方面的原因外，主要是质量管理和质量意识的问题，是对用户负责态度的问题。因为材料裂纹的检验是可以在生产线上进行的，直观性强、自动化程度高、易控制。国外生产的轴承钢材料表面质量之所以那么好，是因为在轧钢生产过程中每以根材料都要经过磁粉、涡流及超声等多道工序的检验，本着对自身名誉的重视和对用户高度负责的态度，绝不允许有裂纹的材料出厂，如果轴承钢生产企业通过必要的探伤设备将有表面缺陷的轴承钢材料及时地检验出来，可以通过清除表面缺陷或改制的方法加以挽救，不会给钢厂造成大的损失。而我国有部分轴承钢生产企业不是在技术改造，提高自身的检测能力和用户至上的观念上下功夫，总是强调设备或资金困难等站不住脚的原因，这样不仅给自己的质量信誉造成一定的破坏，而且由于表面质量问题到用户处理质量疑义的费用、消除表面缺陷的费用，甚至用户退货所造成的损失将是很大的。

目前，表面质量最差的是滚动体用料，表面划伤、凹坑、裂纹等缺陷经常出现，尤其在个体企业冷拔的钢丝上尤为突出。材料专业委员会在“十五”期间将提高滚动体用料的表面质量作为工作的重点之一。2．提高非金属夹杂物和碳化物的形态及分布的均匀性是“十五”期间轴承钢材料研究工作的重中之重

1）减少非金属夹杂物的数量，改善夹杂物的构成及分布状况

细小、弥散、均匀分布的非金属夹杂物和碳化物是轴承产品所需要的最佳组织形态，是轴承高精度、高使用寿命和高可靠性根本保证。

目前，我国大部分大型特殊钢生产企业生产的轴承钢中的氧含量指标基本上都能控制在国家标准规定的范围之内，如上钢五厂生产的轴承钢、江苏兴澄钢厂生产的连铸轴承钢中的氧含量已接近国外的先进水平。但与国外先进国家在钢中氧含量控制指标相比，我们不是靠工艺来保证，而是靠检测结果来确定，导致工艺重现性差，同样的生产工艺生产出来钢中的氧含量有较大的差距，有时相差达5ppm以上。无论如何，在“十五”期间各轴承钢生产企业应将工作重点放在进一步稳定工艺方面，只有通过工艺的稳定，才能保证氧含量的进一步降低。

轴承钢中氧含量的大小只能代表钢中非金属夹杂物数量的多少，不能说明非金属夹杂物的颗粒大小及分布状况。众所周知，非金属夹杂物对轴承的使用寿命和可靠性有着直接的影响，尤其是脆性夹杂物（包括氧化物、点状不变形夹杂物）。脆性夹杂物颗粒越大，越不规则，由于轴承高速运转时承受高的交变应力作用，在这些夹杂物处容易产生很大的应力集中而形成疲劳源，导致轴承产生早期疲劳失效而报废。细小、弥散、均匀分布的脆性夹杂物，即使其数量较多（即钢中的氧含量较高），但在每一个夹杂物处产生的应力集中较小，则轴承的使用寿命和可靠性较高。

我国生产的轴承钢在非金属夹杂物的颗粒大小、分布均匀性方面与国外先进国家存在着非常明显地差别。在对国外进口材料进行检验时发现在每个视场都能看到较多的非金属夹杂物存在，而且大部分都颗粒细小，呈均匀、弥散分布。而在检验我国生产的轴承钢材料中的非金属夹杂物时发现，有的视场一颗夹杂物也没有，而有的视场出现大颗粒的夹杂物，甚至有的视场出现大颗粒夹杂物的堆积。另外，点状不变形夹杂物的颗粒大小对轴承的使用寿命和可靠性的影响十分显著，国外对其的存在和尺寸大小控制的十分严格。在进口的钢材中，很少能发现点状不变形夹杂物的存在，即使发现，则其颗粒比较细小，很少或几乎不出现大颗粒点状不变形夹杂物。而在我国生产的轴承钢材料中经常在用户复验是发现有大颗粒点状不变形夹杂物的出现，很难用新的国家标准进行评定其级别。如此颗粒大、分布不均匀的非金属夹杂物必然导致我国生产的轴承产品的可靠性很差，在用同一炉材料、相同的加工工艺生产的同一批轴承，在相同的使用条件下，有的轴承使用寿命比国外生产的轴承寿命都高，但有的轴承的使用寿命非常低，甚至使用几个小时就产生早期失效。从现代衡量产品质量好坏的标准而言，除高的使用性能和寿命外，高的可靠性则更为重要。所以，要想提高我国轴承产品的可靠性，首先应提高轴承钢中非金属夹杂物的细化及均匀分布等方面的问题。关于出现大颗粒点状不变形夹杂物的问题应该引起各个轴承钢生产厂家的高度重视，仅在去年共有三十多家轴承生产厂家向材料专业委员会反映在所采购的轴承钢材料复验时发现大颗粒点状不变形夹杂物存在，无法按照标准进行评定。要解决这个问题，最根本的办法是研究改进冶炼工艺，采用先进的冶炼方法来改善非金属夹杂物的构成和形态，尽量消除和减少此类夹杂物的存在。大颗粒点状不变形夹杂物如何评级一直是争论较大，因为新的国家标准在非金属夹杂物评定方面是等效采用美国的ASTM标准（国际标准的编号为ISO497）中的方法，其评定级别的大小是根据在评定视场中一定尺寸的点状不变形夹杂物的颗粒数的多少而定，因为国外先进国家生产的轴承钢材料中几乎不出现大颗粒的此类夹杂物，故对如何评定大颗粒点状并不变形夹杂物没有明确地规定。但对我国生产轴承钢的质量具体情况而言，必须对其进行严格的检验和评定。至于如何评定，材料专业委员会计划将在4月份洛阳会议上与冶金行业的研究和生产单位认真讨论协商，并广泛征求轴承行业各单位的意见，最后形成行业内评定原则。不管两行业最终的协商结果如何，但轴承行业确定的基本原则是：为了提高轴承产品的使用性能、寿命和可靠性，根据我国生产的轴承钢中大颗粒点状不变形夹杂物出现率较高的实际情况，加强对其的检验是十分必要的，而且检验标准应建立在不低于YB9—68标准水平的基础之上。2）对新的非金属夹杂物检验方法进行系统研究

在前面已经提到现行的JK方法对定量、准确地评定非金属夹杂物（尤其对B、D类夹杂物）具有一定的局限性，有必要首先对我国生产的优质轴承钢进行新检验方法的系统研究，以确保优质轴承钢材料的质量，进一步扩大优质轴承钢在我国每年使用轴承钢中的比例，确保我国轴承的加工质量、使用寿命和可靠性得以较大的提高。

2．提高生产工艺水平，改善碳化物的分布状况

除了轴承钢中非金属夹杂物的数量、大小及分布状态对轴承产品的加工质量、精度、噪声、使用性能、使用寿命及可靠性等方面有着非常重要的影响外，钢中碳化物的颗粒大小及分布状态同样也有很大的影响。过去，由于我国冶炼轴承钢的技术、工艺、装备等方面的水平不高，钢中非金属夹杂物的影响远远大于碳化物的影响。所以在较长的一段时间里是以全面提高我国轴承钢的冶炼、技术、装备及质量水平，降低钢中氧含量为主要目标，对碳化物方面没有引起足够地重视。

经过多年来的努力，我国生产轴承钢材料的整体质量水平有了很大的进步，钢中的氧含量大幅度得以降低，轴承钢质量有了明显地提高。在这种情况下，钢中碳化物的颗粒大小和分布状态对轴承质量的影响显得越来越突出。

制造滚动轴承用的材料绝大多数采用高碳铬轴承钢，其基体碳的含量在1%范围内。碳的主要作用是提高轴承零件的热处理硬度、强度和耐磨性等。在通常的热处理时，大约0.5%左右的碳固熔到马氏体中，另外的0.5%左右的碳则以未溶的二次碳化物的形式存在。轴承钢热处理后的未溶碳化物的数量、大小及分布与轴承钢中的碳化物均匀性有很大的关系，导致轴承产品的质量、使用性能、使用寿命及可靠性的高低与钢中的碳化物的均匀性有着密切的关系。据国内外的研究证明，细小、均匀、弥散分布的碳化物可使轴承的接触疲劳寿命提高50%以上。在现行的轴承钢材料标准中，仅对网状碳化物、带状碳化物及液析碳化物进行控制，而且目前连这些最基本的碳化物不均匀性方面的实物质量在近两年来也出现明显下降，不合格率有较大幅度地增加，这是全国生产轴承钢生产企业普遍存在的现象。就碳化物不均匀性对轴承加工质量、使用寿命和可靠性影响程度而言，严重的带状碳化物的影响最为显著。因为在碳化物带上与带间存在着较大的碳浓度差，该浓度差不仅造成轴承钢材料在机械性能方面存在着较大的各相异性，而且导致轴承零件经热处理后的组织和硬度出现不均匀现象。众所周知，由于轴承的特性所要求，在《滚动轴承零件热处理技术条件》（JB/1255）标准中对热处理后的组织、硬度及硬度均匀性方面有着严格的要求。热处理后的组织级别是按所有检验视场中最差的组织来评定的，而且热处理后组织的粗细、硬度的高低及硬度均匀性的好坏与碳浓度有着直接的关系，严重的碳化物带状组织将使轴承零件在热处理过程中无法同时保证组织、硬度和硬度均匀性三者之间的协调关系，由此在生产过程中导致大量的不合格品产生。对于不太严重的碳化物带状组织而言，即使通过复杂的热处理工艺调整，勉强使热处理的质量满足JB/T1255标准的要求，但由于大量碳化物带的存在，在带上由于碳化物的大量聚集，而且碳化物自身的硬度高且脆，在轴承磨削加工时容易产生磨削烧伤，甚至产生磨削裂纹。如果碳化物聚集严重且颗粒较大，在磨削加工过程中还可能使这些大颗粒的碳化物在磨削力的作用下产生剥落，由此影响轴承零件的加工精度，使轴承的噪音增大，甚至产生异音。碳化物带状较严重材料制造的轴承在使用过程中，容易在带上产生疲劳裂纹源导致轴承的早期失效。所以希望各轴承钢生产企业认真对待这一问题，加大工艺过程控制，保证高温扩散退火的时间和大的轧制比，以保证产品质量。江阴兴澄钢铁公司在今年将投入大量的资金进行技术改造来从根本上解决碳化物不均匀性的问题。

在轴承零件中粗大、封闭的网状碳化物的存在将极大地影响轴承的抗冲击性能，所以在轴承钢材料标准（对退火材料）和热处理标准中对网状碳化物的级别都有严格地要求。对轴承钢退火材料而言，轴承钢生产企业的网状碳化物的质量控制是不错的。但在现行材料标准中明确规定，对热轧轴承钢材料中的网状碳化物的级别不予控制，仅对用于车削加工的热轧退火和制造滚动体的冷拉退火钢丝等轴承钢材料中的网状碳化物级别进行控制。这些规定主要是考虑到热轧不退火材料全部是用于锻造轴承套圈，锻造加工时高的温度、较长的加热保温时间及合适的冷却速度等因素可以改善热轧材料中的网状碳化物。随着轴承零件加工技术的不断进步，锻造采用中频感应、轴承钢管车制套圈、热轧钢球及热轧钢丝等新工艺、新方法正在轴承行业普遍采用，从而导致在这些加工过程中不能使热轧材料中的严重的网状碳化物充分溶解到基体中，遗传到轴承零件中。例如，我国高质量、长寿命轴承套圈在今后的主要成型是采用中频感应加热、高速镦锻加冷碾，因为高速镦锻机的速度很快（120~180套/分），热轧不退火棒材被感应加热的时间较短，并且棒材的表面和心部的温差较大，既是棒材距表面的一定区域达到了碳化物全部溶解到奥氏体中的温度，其心部却未达到所要求的温度。另一方面，碳化物溶入奥氏体的过程是一个扩散过程，是需要一定的时间和足够高的温度，温度越高或保温时间越长，碳化物溶解地越充分。通常网状碳化物的颗粒较大，溶解相比较困难，所以经常出现热轧不退火棒材采用中频感应加热后锻造的轴承套圈上发现网状碳化物的级别超标，尤其在套圈的内侧（即棒材的心部部位）更为严重，热轧钢球及轴承钢管制套圈也有此类现象发生，经常给轴承零件生产厂家造成不必要的成本增加（采用正火工艺消除网状碳化物）和经济损失（一旦在半成品或成品零件上发现网状碳化物组织超标，则该批轴承零件将全部报废）。所以，为了满足轴承行业新技术和新工艺的需要，从现在起轴承行业与冶金行业应共同研究解决这一问题的办法，钢厂应采取有效措施控制热轧不退火轴承钢材料中的网状碳化物的级别符合标准中的有关规定，并制定出相应的检验方法及标准，以便供需双方检验时使用。轴承行业应对感应加热等新工艺进行更深入的研究，在保证生产效率的前提下，尽量保证足够高的加热温度和足够长的加热保温时间，并采取尽量快的冷却速度，以降低网状碳化物的级别。同时，轴承材料专业委员会还将组织技术力量对在球化退火组织下如何评定网状碳化物的级别，并找出其与现行标准中网状碳化物级别中的对应关系，尽量将网状碳化物的级别评定放在退火工序后进行，如果检验发现网状碳化物的级别超标，可以对零件通过正火工艺消除粗大的网状碳化物，而现行轴承钢材料和热处理标准的网状碳化物的评定级别图片是淬回火后进行评定，一旦发现有粗大的网状碳化物存在，因加工留量、变形等原因而无法采用正火工艺进行消除，严重时只能报废。

除了要严格控制钢中的网状碳化物、带状碳化物的级别外，严格控制轴承钢中碳化物的颗粒尺寸及分布状态也是十分重要的，尤其对滚动体用钢更为如此。因为碳化物颗粒大小及分布的均匀性不仅影响轴承钢热处理后的组织和硬度的均匀性，还将很大的影响钢球的承受压碎负荷的能力。另外，大颗粒碳化物不仅对轴承零件的加工精度造成一定的影响，而且同非金属夹杂物一样，在大的交变应力的作用下，容易在大颗粒碳化物处产生较大的应力集中，产生疲劳裂纹源，导致轴承使用寿命和可靠性的降低。

我国生产的轴承钢材料中的碳化物的颗粒尺寸的分散度大，分布也非常不均匀，不仅碳化物带状较为严重，而且有时出现有碳化物堆积现象。据我们对从日本进口材料的碳化物作的一些分析数据可以发现，碳化物尺寸的分散度比较集中，而且其分布比较均匀，并有标准图片进行控制。采用同样的热处理工艺处理后，用日本材料加工的轴承零件的硬度的均匀性基本在0.5HRC左右，而用我国生产的材料加工的轴承零件的硬度均匀性在1HRC左右，在有的零件上的硬度不均匀性超过1HRC，按JB/T1255热处理质量标准 进行评定则不合格。另外，用日本材料制造的钢球的压碎负荷比我国材料的钢球高出50%以上（在日本材料钢球的硬度高于我国的情况下）。由此可以看出我国生产的轴承钢材料在碳化物颗粒细化、尺寸及分布均匀等方面与国外存在有较大的差距，这也是我国轴承产品使用寿命和可靠性低于国外同类产品的一个主要原因。希望我国轴承钢生产企业对这个问题有着充分地认识，并给予高度地重视，从冶炼工艺及高温扩散工艺方面进行深入、认真地研究，争取在较短的时间里使我国生产的轴承钢在碳化物尺寸及分布均匀性方面有很大的提高。另外，希望我国根据日本等国家轴承钢材料标准中对碳化物颗粒大小及分布状态的质量控制情况，尽快在我国轴承钢材料标准中增加这一部分的内容。

3．深入开展连铸工艺的研究，进一步提高我国连铸轴承钢的质量 自九十年代后期，我国的连铸轴承钢生产量快速增长，在1998年以前，全国连铸轴承钢的年生产量不到10万吨，而2002年的全国连铸轴承钢生产量已在50万吨左右，占我国轴承钢的总需求量的50%左右。

连铸轴承钢以其低的氧含量（一般连铸轴承钢中的氧含量比模铸轴承钢中的氧含量低3ppm左右，这就是为什么在《高碳铬轴承钢》（GB/T18254-2002）版中对连铸轴承钢中的氧含量规定为不大于12ppm，对模铸轴承钢中的氧含量规定为不大于15ppm的原因）、高的纯洁度及价格比模铸轴承钢低等特点将被更多的轴承生产厂家所选用。在日本连铸轴承钢所占的比例高达90%以上。

目前，我国生产的连铸轴承钢发展势头和前景很好。但我们必须清楚地认识到我国生产的连铸轴承钢技术水平及实物冶金质量与发达国家相比尚存在一定的差距，其主要表现在以下方面： 1）中心碳偏析较为严重

由于连铸轴承钢在冷凝过程中的结晶特点，完全消除中心碳偏析现象的存在目前尚不可能，只能尽量减少碳偏析量的程度。连铸轴承钢材料中的严重的中心碳偏析使得该区域的带状碳化物也较为严重，对于锻造加工的轴承零件，因为在加工成型过程中要切掉料心和随后的车削加工余量较大，从而中心碳偏析的影响不大。但对于用连铸坯冷拔或轧制的管材，中心碳偏析容易在靠近管内表面的区域内存在碳化物带状组织，带状碳化物的严重程度与中心碳偏析的程度有直接的关系，严重的中心碳偏析还容易导致管材在成型过程中产生裂纹。

连铸轴承钢材料中的中心碳偏析可以通过采用液—固面的电磁搅拌、大的压缩比等措施来加以改善，目前在我国连铸轴承钢的生产企业中只有个别厂家开展过这方面的研究工作和技术改造，例如江阴兴澄钢厂，从而保证所生产的连铸轴承钢中碳偏析的程度较小，而有的生产企业没有电磁搅拌装置，坯到材的总面积压缩比较小，甚至只有5：1，不仅中心碳偏析情况严重，而且整体材料中的带状碳化物严重，极大地影响轴承零件的加工质量及轴承的使用性能和寿命。

为了保证连铸轴承钢材料的质量，充分改善中心碳偏析程度，中国轴承工业协会技术委员会材料专业委员会提出以下建议：

--在连铸轴承钢生产过程中，必须对钢液进行充分地电磁搅拌，尤其是在冷凝结晶过程中液—固面的电磁搅拌。

--必须保证大的总面积压缩比，对于管坯和锻造用材的总面积压缩比不低于10：1（电磁搅拌）。对于冷拉滚子用材料的总面积压缩比不低于100：1（电磁搅拌）。2）疏松较为严重

在轴承钢相关材料标准中，疏松是指中心疏松和一般疏松，其产生是由于钢锭内的树枝状晶内和晶间偏析引起的化学成分不均匀而造成的，是轴承钢中允许存在的低倍缺陷。

一般情况下，连铸轴承钢中心疏松比模铸轴承钢严重是不争的事实，国内外对其进行了大量的研究，迄今也未发现中心疏松对轴承使用寿命有不利影响的结果，所以日本在对连铸轴承钢材料中心疏松的级别控制的也不是十分严格，这从我国进口的日本钢材检验结果有时中心疏松级别不合格（按GB/T18254—2002检验）可以得出此结论，因为在GB/T18254—2002标准中低倍组织评级图片是我国自行制定的，与日本的标准存在差别。2001年下半年洛阳轴承研究所、万向集团和江阴兴澄钢厂共同对暴露在轴承零件表面的中心疏松进行了轴承的寿命试验，结果满足轴承的寿命要求。另一方面，在GB/T18254—2002标准中规定“连铸轴承钢仅用于轴承套圈，不推荐为滚动体用材料”，由此根据国外连铸轴承钢钢材的实物质量、有关研究的试验结果报道和国内的试验结果，在GB/T18254—2002中在中心疏松检验方面，连铸轴承钢比模铸轴承钢的检验标准放宽0.5级。但对于轴承钢生产厂家或轴承钢使用厂家而言，应该对中心疏松的问题保持清醒地认识：钢铁企业应采取措施（增加电磁搅拌和总压缩比），尽量降低中心疏松的出现级别；轴承生产企业和钢管加工企业应加强低倍组织的检验，对中心疏松较为严重的材料作为内套圈材料使用。

对于一般疏松的评级标准，连铸轴承钢与模铸轴承钢是一样的，因为一般疏松面广且缺陷多，对轴承零件的加工精度、防锈性能及使用寿命有较大的影响，所以必须严格控制。

3）虽说在《高碳铬轴承钢》（GB/T18254—2002）中明确规定了“不推荐连铸轴承钢为滚动体用料”，制定该规定的原因是考虑到我国是首次将连铸轴承钢材料纳入《高碳铬轴承钢》标准中，考虑到当时我国生产连铸轴承钢企业较多，在工艺装备水平、技术水平及质量管理方面存在着较大的差别，实物质量参差不齐；同时也考虑到滚动体（尤其是钢球）的加工和使用特点，所以在标准中暂时进行了强行规定。

在日本轴承钢质量强国生产的滚动体用料中有相当一部分是通过连铸方法生产的，因为日本通过对连铸轴承钢的认真、科学地研究，全面掌握了减少中心碳偏析的有效方法，由于滚动体材料的尺寸较小，中心疏松在大的轧制比的情况下将得到很大的改善，而中心碳偏析对轴承滚子的加工质量及使用寿命影响甚微，但对钢球的加工质量及使用寿命影响很大。所以，在目前情况下，连铸轴承钢用于滚子材料是基本可行的，但中心疏松必须满足模铸轴承钢的要求。

洛阳轴承研究所正在与江阴兴澄钢厂合作开展“连铸轴承钢材料用于钢球材料可行性研究”课题，已取得一定的成果。

4．轴承和钢铁行业紧密合作，加速我国新材料开发和应用的步伐

随着用户对轴承质量、性能、使用寿命和可靠性的越来越苛刻的要求，通常使用的轴承钢材料已不能满足其要求，只有开发新的材料以满足要求。例如，日本通过改变GCr15钢中的部分合金元素的含量开发出的耐200度使用温度的KUJ7中温轴承钢用于汽车、冶金等中温条件下工作的轴承，使轴承的使用寿命得以大幅度地提高，接触疲劳寿命提高20倍左右。

在“十五”期间，轴承行业希望与冶金行业及各个轴承钢生产企业进行紧密地合作，共同致力于新材料的开发与应用方面的工作。5．加速GCr15SiMo、GCr18Mo、GCr4材料的推广应用工作

在《高碳铬轴承钢》国家新标准的制订过程中，根据我国在“八五”和“九五”新材料的研究成果，将GCr15SiMo、GCr18Mo、GCr4三种新材料纳入新的标准中，以推动新材料的推广应用。

在新标准颁布后的一年多来，这三种新材料的推广应用工作不甚理想。其主要原因除与新材料的宣传介绍需要加大力度外，另一贯主要原因是用户在进行新材料认可时需要作少量轴承产品进行实验检验，但因为所需材料较少，钢厂很难提供。

材料专业委员会计划在近两年内，加大对这三种新材料的宣传力度，并与有关钢厂协商解决试验用料组织生产和销售之间的难题。

五、轴承行业在轴承钢材料采购及质量检验方面存在的有关问题

近几年来，越来越多的轴承生产厂家对材料质量对轴承产品的加工质量、使用性能、寿命及可靠性的影响的认识有了很大的提高，许多厂家的领导者对材料的质量越来越重视。但是，就目前全行业的情况而言，在材料采购与检验等方面存在有以下主要的问题。

1）各企业管理者对材料质量重要性的认识有待进一步的提高，正确处理钢材价格与质量之间的关系

虽说大部分轴承生产企业的管理者对材料的质量的重要性有比较充分的认识，能够处理好材料价格与质量之间的关系。但仍有部分企业的管理者由于对材料质量的重要性认识不足，对材料标准知之甚少，只考虑材料的价格问题，谁的价格便宜就买谁的材料，尤其是一些制造轴承钢无逢钢管和锻造轴承毛坯的企业，不仅缺乏懂得材料技术和标准的技术人员、必要的材料质量检验仪器，而且只关心其经济效益与材料的价格有着之间的关系。为了追求最大的经济利益，根本不考虑出来的质量问题，采购价格低、质量差的钢材进行加工，甚至有时采购的材料既无生产厂家，又无出厂检验报告，而且有些被具有材料质量检验能力的中大型轴承生产企业判定为不合格的材料，钢厂不是将这些不合格材料回炉重炼，而是转手卖给没有检验能力的这些企业。这就是一些小型、质量差的小企业仍有市场的主要原因，这些低劣质量的轴承钢绝大多数都是通过一些钢管和锻造企业以产品的形式进入轴承生产企业，甚至进入到国家重点轴承生产企业。

产品质量是企业生存和发展的基础。降低生产成本，提高经济效益是每一个企业追求的目标。如果以降低产品质量来保证效益的企业是不会健康发展的，反而会被淘汰。例如有的企业只考虑钢材的价格，而不考虑钢材的质量，在购买钢材是每吨是节省了100元左右。但由于钢材价格低劣，不仅在生产过程中容易造成大量的废品，钢材的利用率较低，综合算起来每吨钢材的价格则高于优质的钢材价格。而且，如果在用户使用时出现由于材料的质量问题造成质量事故，不仅其信誉受到很大损害，还将赔偿用户的经济损失。在两年前，有个别轴承生产企业的管理者一时对我国生产的轴承钢表面裂纹问题失去信心，从国外进口了一些钢材，虽说每吨比国内多化了200元左右，但从总的效果来看，生产成本反而并没有增加，并且略有降低。2）有待提高材料采购人员对材料标准的理解

只有对标准内容的全面、正确的理解，才能在实际应用时维护自身的利益。在我国轴承行业普遍存在负责材料采购的人员只了解材料的市场价格，只记得标准号，对标准的实质内容及注意事项知之甚少（大部分采购人员连新的轴承钢材料国家标准与现在仍在使用的YB9—68轴承钢材料标准之间的差别都不清楚），从而在签定供货合同时出现失误或没有充分利用标准规则维护自身应得利益。希望各个轴承生产企业的领导充分重视这个问题，加强对材料采购人员在标准方面的培训。

高碳铬轴承钢（GCr15）自1905年由德国用于滚动轴承制造后，仅15年间就被世界各国轴承工业界广泛采用，迄今为止一直是世界轴承工业中用量最大的主要轴承钢材。冶金质量在近30年来取得了长足的进步，主要表现在精练技术、真空脱气技术的发展，使轴承钢的纯洁度大幅度提高，轴承的寿命也有了显著的增长。1.真空脱气钢

轴承钢的真空脱气技术开始应用于20世纪六、七十年代。常见的炉外真空处理技术有以下几种方法：真空循环脱气法（RH法）、真空提升脱气法（DH法）、ASEA-SKF钢包精练法、真空电弧加热炉外真空处理法（VAD法）和SKF-MR法。2.电渣钢和双真空钢

可靠性要求极高的滚动轴承，例如航空发电机、高速列车等重要的滚动轴承，通常采用电渣钢或双真空钢。

（1）电渣钢（ESR）由电渣重熔法（ESR）生产的轴承钢简称电渣钢。它是由电炉轴承钢（或脱气轴承钢）先制备成钢棒作为电极，在特殊的渣洗池内重新起弧融化精练，并重新分区域结晶成锭，特点是进一步减少了夹杂物含量，消除了粗大夹杂物并大大改善夹杂物的分布。钢材致密度高，组织较均匀。

（2）双真空钢（VIM+VAR）用真空感应（VIM）炉将轴承钢的精料熔炼并铸成轴承钢棒作电极阴极，随后在真空自耗炉内使该电极重新起弧熔化，实现区域熔炼并重新结晶成锭，即所谓真空自耗电弧重熔（VAR）法。此方法生产的轴承钢俗称双真空钢。特点是纯洁度极高，偏析很小，组织致密均匀。必要是也可采用多次真空自耗冶炼生产超纯轴承钢。

第五篇：电动车用电机的技术发展概况

电动车用电机的技术发展概况

蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后，19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命，使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命，使生产和消费从工业化向自动化、智能化时代转变；推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。

21世纪伊始，世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力；然而，汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。而对于我国日益扩大的汽车市场，这种危机就更明显。据了解，2000年我国进口汽油7000万吨，预计2010年后将超过1亿吨，相当于科威特一年的总产量。目前世界上空气污染最严重的10个城市中有7个在中国，而国家环保中心预测，2010年汽车尾气排放量将占空气污染源的64%。虽然，加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业，将会给我国的能源安全和环境保护造成巨大的影响。为此，国家科技部启动了十五“863”电动汽车重大专项。

高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为863电动汽车重大专项的共性关键技术课题。20世纪80年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。

近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。其研究开发现状和发展趋势如下。

1.异步电机驱动系统

异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。

异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。

最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。

2.无刷永磁同步电机驱动系统

无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。

内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。

表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。

无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。

永磁同步电机驱动系统低速时常采用矢量控制，高速时用弱磁控制。

3.新一代牵引电机驱动系统

从20世纪80年代开关磁阻电机驱动系统问世后，打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式；并随着磁阻电机，永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展，交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代；新的电机拓朴结构与控制方式层出不究，推出了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。SRD开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大，噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；另一个缺点是要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机，永磁式开关磁阻电机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上迭加了永磁转矩，永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动，以利于它在电动车辆驱动系统中应用。

转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电机具有磁场控制能力，类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段，电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善，作为假选的电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。

此外，正在研发的热点课题还有：

具有磁场控制能力的永磁同步电机驱动系统；

车轮电机驱动系统；

动力传动一体化部件（电机、减速齿轮、传动轴）；

双馈电异步电机驱动系统和双馈电永磁同步电机驱动系统。

4.下一代汽车电子伺服系统及其车用伺服电机

1993年美国能源部、商务部、贸易部、国防部、环保局、宇航局、国家科学基金会七个政府部门下美国三个最大的汽车制造公司，克莱斯勒、福特和通用，建立了新一代车辆伙伴关系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目标是开发新一代机动车技术，以增强美国汽车工业的实力。1998年至2002年期间，美国国家自然科学基金（NSF）资助美国国家电力电子中心（由美国Virginia和美国Wisconsin等四所大学组建）研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统和各种车辆专用IC模块，提高汽车电子电气部件的可靠性，降低其成本和抢占车辆电气自动化技术的制高点，增强在国际市场的竞争力。线控的汽车电子伺服系统（X-by-wire）在未来将是十分重要的技术，该技术可将各种独立的系统（如转向、制动、悬挂等）集成到一起由计算机调控，使汽车的操纵性、安全性以及汽车的总体结构大大改善，设计的灵活度也大大增加。目前，电子动力方向盘和线控刹车已经在一些欧洲车型上被采用，在这个系统中已经削减了相当多的机械部件，如液压泵等。汽车电子伺服技术是具有革命性的技术，随着这个技术的使用，许多传统的机械部件将会在未来的汽车上消失，而越来越多的车用伺服电机将出现在未来的汽车上。

全球最大的汽车零部件企业一美国德尔福汽车系统公司预计，在未来的3-5年内全世界的汽车将逐步采用电子伺服驱动系统，如电子动力方向盘和线控刹车伺服驱动系统。目前，美国德尔福汽车系统公司正在全球范围内寻找年产300万台以上的电子动力方向盘的交流伺服电机合作伙伴。