中國(guó)制造再次驚艷全球,用“陶瓷”造發(fā)動(dòng)機(jī)軸承,效果比金屬還好
西南政法大學(xué)一教授表示：軸承技術(shù)含量極高，是衡量一個(gè)國(guó)家科技和工業(yè)實(shí)力的“標(biāo)尺”。近年來(lái)，我國(guó)軸承工業(yè)發(fā)展迅速，其軸承產(chǎn)量和銷(xiāo)售量已位于世界第三，但盡管如此，中國(guó)只能夠稱(chēng)為軸承大國(guó)，在核心技術(shù)領(lǐng)域與世界軸承強(qiáng)國(guó)還是有很大差距，特別是在航天軸承上體現(xiàn)較明顯。航天發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件就是航天軸承，可以說(shuō)軸承的好壞決定了航天能達(dá)到的高度。
中國(guó)航空軸承壽命和可靠性低于國(guó)際水平
要保證航天發(fā)動(dòng)機(jī)的高可靠性，就必須保證航天軸承的壽命。航天軸承在運(yùn)行時(shí)不僅要達(dá)到每分鐘上萬(wàn)轉(zhuǎn)，承受各種形式的擠壓力、摩擦力和超高溫，還不能出現(xiàn)任何裂痕之內(nèi)的損傷。據(jù)資料顯示，國(guó)外航天主軸承壽命為估計(jì)的八倍以上，可靠性高達(dá)98%，而國(guó)內(nèi)只有估計(jì)的3倍到5倍，可靠性為96%左右。中國(guó)的航天軸承壽命的短也就成為了航天發(fā)動(dòng)機(jī)的短板。我國(guó)在高端軸承上技術(shù)的不足，導(dǎo)致在航天、機(jī)器人等關(guān)鍵領(lǐng)域需要大量進(jìn)口軸承，這也使得我國(guó)全力研發(fā)軸承別無(wú)選擇。
中國(guó)混合陶瓷軸承的研發(fā)正式開(kāi)啟
在國(guó)家的支持下，哈爾濱軸承公司和哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展了Si3N4氮化硅混合陶瓷的研究和應(yīng)用工作。混合陶瓷軸承綜合了金屬和陶瓷的優(yōu)良性能，它的幾個(gè)主要機(jī)構(gòu)就是內(nèi)外圈軸承鋼、不銹鋼保持器和氮化硅陶瓷球等組成。據(jù)資料顯示，氮化硅陶瓷球的機(jī)械物理綜合性能在高性能軸承技術(shù)領(lǐng)域是最好的。在高溫下一般軸承鋼球很容易喪失強(qiáng)度和硬度，而氮化硅陶瓷球在400攝氏度還能保持其原有硬度，在800攝氏度時(shí)才失效。
陶瓷軸承將解決國(guó)產(chǎn)軸承低效率低轉(zhuǎn)速問(wèn)題
混合陶瓷軸承中的陶瓷球具備無(wú)油自潤(rùn)滑功能，即在潤(rùn)滑油脂干掉是依然可以使軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可以達(dá)到金屬軸承的1.5倍，因此它可以使發(fā)動(dòng)機(jī)提高燃燒效率和增大其推力。此前為增大反艦導(dǎo)彈的速度和射程，從而提高我國(guó)海軍艦艇遠(yuǎn)程打擊能力，在運(yùn)用國(guó)產(chǎn)金屬航空軸承試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速提高到40000轉(zhuǎn)每分就開(kāi)始冒煙，發(fā)出強(qiáng)烈噪音，隨后便抱軸停止，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求渦輪轉(zhuǎn)子要達(dá)到120000轉(zhuǎn)每分，為此只好從國(guó)外引進(jìn)高速航空軸承來(lái)滿(mǎn)足要求。
中國(guó)成為繼美日等國(guó)后第五個(gè)軸承生產(chǎn)國(guó)
現(xiàn)在改用自制混合陶瓷軸承后，軸承直接通過(guò)5小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，這也讓中國(guó)打破國(guó)外對(duì)我國(guó)高端軸承壟斷指日可待。如今，中航工業(yè)將哈爾濱軸承公司收購(gòu)后，大舉投資擴(kuò)大高性能航天軸承產(chǎn)業(yè)，不久后，混合陶瓷軸承將會(huì)成為國(guó)家高端武器裝備和航天領(lǐng)域在軸承方面的主力軍，這也使得中國(guó)成為繼美國(guó)、日本、瑞典等后，第五個(gè)能大批生產(chǎn)航空航天陶瓷軸承的國(guó)家。