不仅实现自给自足还限制出口我国航空航天轴承为何能有这种底气？

更新时间：2024-07-23 07:41:00  作者: 开云体育入口

　　要知道，在制造业领域，中国虽然是全球赫赫有名的“世界工厂”，同时也让中国制造成为中国又一张“名片”。由于和西方国家在科技领域存在极大的差距，因此在高精尖制造领域，一直存在不小的短板。

　　比如说芯片和机床领域，就因为我国制造不出先进的数控机床，无法研发出高端光刻机，此举也让西方一度看不起。没想到的是，此前我国直接将航发专用主轴承列入禁止出口技术目录之中，代表着中国在主轴承研发领域，不仅实现自给自足，同时也不需要依赖国外进口，甚至还能拒绝给其他几个国家出口。

　　曾经我国公布一项重大研究成果，中国航发主轴承抗疲劳寿命模拟实验突破5万个小时，而全球领先水平也不过2万个小时。更重要的是，中国航发主轴承在实验过程中突破5万个小时之后，并没再次出现失效的情况，也就代表着5万个小时并非极限。

　　此举对于中国航发究竟有着什么样的好处？多年来中国一直搞不定可以媲美通用公司的航发，最大的原因是中国航发的常规使用的寿命一直得不到改善。相比国外航发动辄常规使用的寿命6000至8000小时相比，中国航发确实存在不小的短板。

　　其中就是因为在类似于主轴承、叶片和设计理念等方面存在差距，导致中国没有先进的航空发动机，可是伴随着中国航发主轴承迎来突破之后，代表着中国航发有望迎来全新的突破，同时也说明，此次终于轮到中国在航发主轴承领域，达到领先地步。

　　此次中国航发主轴承采用“双低氧稀土钢”，将其运用在GCr15轴承钢之后，与没有添加稀土钢的轴承钢相比，抗疲劳寿命提升了40倍左右。同时还采用豪克能技术加工而成的轴承钢珠，此举让这一材料的抗疲劳寿命达到400万小时，一度领先全球最高强度10倍左右。

　　当然，我国在航发轴承钢取得突破只是一个开始，将来还会在发动机高、低压涡轮叶片，低压和高压压气机叶片等领域取得突破，代表着中国航发的整体性能也会不断提升。

　　此举也代表着中国航发的常规使用的寿命，有望得到逐步提升，如果将来出现中国航发领先全球的情况，大家绝对不能感到意外。毕竟这可是中国数代人一起努力的结果，不但可以避免我国不再受制于人，同时也能实现从无到有再到强大。

　　早在2020年8月，我国商务部会同科技部调整发布《中国禁止出口限制出口技术目录》(商务部 科技部公告2020年第38号)。就已经将航空航天轴承技术列入限制出口的技术条目。曾几何时航空发动机轴承寿命短还是影响我国发动机寿命的一个主要的因素，到今天航空航天轴承技术怎么就开始限制出口了？既然是限制出口，很显然是因我们的航空航天轴承技术已比较先进了，甚至是已经取得一马当先的优势，不然也用不着限制出口。

　　我国航空发动机轴承技术取得突破是近几年的事情。此前我们也曾经专门讨论过这样的一个问题。我国在轴承材料、制造工艺、基础理论方面都取得了长足进步。近期中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进钢铁材料研究部在轴承钢技术上取得重要突破。李殿中研究员团队将稀土技术应用于轴承钢的研制，开发出了“双低氧稀土钢”。这一技术应用在高纯净度的GCr15轴承钢中后，与不加稀土的轴承钢相比，稀土轴承钢±800MPa拉压疲劳寿命提升了40倍，滚动接触疲劳寿命提升了40%。

　　在轴承的加工工艺方面，早在2016年，山东华云与中科院赵振业院士合作，采用豪克能技术加工的航空发动机轴承在常规使用的寿命上取得突破。轴承滚珠实现接触疲劳寿命400万小时，达到世界领先水平的10倍。轴承寿命达到了世界航空航天发动机轴承顶级制造商德国FAG公司产品的22倍。豪克能技术能实现金属表层晶粒纳米化，是继车、铣、刨、磨等机械加工工艺之后，又一种全新的机械加工新工艺，是实现抗疲劳制造技术的一种重要工艺手段。

　　在轴承制造理论上我们也取得了重大进步，多年前中科院赵振业院士和他的团队花了30年时间，研究创造出一套新的抗疲劳制造理论体系。抗疲劳制造技术，就是通过控制表面完整性和表面变质层来保证疲劳强度的新一代先进制造技术，抗疲劳制造能够抑制疲劳强度应力集中敏感，可以使材料的性能发挥到极限，使机械零件实现长寿命。

　　此前机械制造业的制造技术理论经历过成型制造、表面完整性制造等两代，这两代制造技术理论都是是西方国家引领的。而抗疲劳制造技术是我国原创的第三代制造理论。这一理论体系大幅度提高了我国机械制造的理论技术水平，采用这一制造理论制造的产品寿命大幅度提高。如果将成形制造的产品寿命定义为1，那么表面完整性制造能够达到10，而抗疲劳制造能大大的提升到100。其实赵振业院士创造的抗疲劳制造理论不光可以用在航空发动机轴承上，在整个机械制造业都是普遍适用的。

　　影响航空发动机寿命的核心部件有很多，不光有轴承，还有高、低压涡轮叶片，低压、高压压气机叶片等。提高航空发动机叶片寿命一方面靠材料，一方面靠工艺。在材料方面，我国已经掌握了从第一代到第五代单晶合金叶片技术，钛铝合金技术等关键材料技术。在加工工艺方面也掌握了激光冲击强化、喷丸冲击强化等先进工艺。这些先进材料和工艺，以及制造理论的进步让我国航空航天发动机的寿命有了大幅度提高。比如我国WS15发动机的大修间隔已能达到4000小时，大修一次就是8000小时，再修一次12000小时。如果以每年飞行200小时计算，足够服役60年，显然这样的寿命已经足够用了。我国航空航天发动机轴承的寿命目前已达到国际领先水平。这也是我国要将航空航天轴承技术列入限制出口技术目录的根本原因。

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