摘要：軸承是當代機械設備中一種重要的零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度。本文重點分析了陶瓷軸承的優點、國內軸承陶瓷的巨大市場以及國內陶瓷軸承存在的問題三個方面，闡述了我國陶瓷球軸承的現狀。

　　軸承應用環境多變 陶瓷軸承性能較優

　　近年來，隨著機械設備的高速發展，軸承使用的環境更加多變，對軸承的性能、結構等要求越來越高。在這個背景下，陶瓷球軸承應運而生。陶瓷材料具有耐高溫、長壽命、低發熱、低熱膨脹、高剛性、無磁性、絕緣性好等優異的性能，能夠承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴苛的工作環境，滿足軸承材料工作時的基本要求。

　　軸承應用領域很廣泛，例如汽車的變速器、通用電機、內燃機、高速馬達、機床主軸、飛機噴氣式發動機、中大型電動機等等。軸承在工作時，可能要承受高溫、高速、深冷、易燃、易爆、強腐蝕等極端環境，因此對軸承的制造材料提出了幾點要求：1.耐熱性，軸承鋼不適合在高溫環境下工作，當使用溫度超過120℃時，軸承鋼的硬度就會降低，同時壽命也跟著下降，但是，氮化硅陶瓷在高溫環境下強度和硬度不會發生變化;2.密度低，軸承鋼的密度是氮化硅陶瓷的兩倍多，因此，氮化硅陶瓷在高速旋轉時因離心力作用引起的滾動體載荷小;3.線膨脹系數低，軸承鋼的線膨脹系數是氮化硅陶瓷的四倍，這個性能使氮化硅陶瓷在溫差大的環境中尺寸變化小，比軸承鋼更適用于溫度變化大的環境;4.彈性系數高，氮化硅彈性系數是軸承鋼的1.5倍，所以相對載荷的彈性形變小，相對載荷的剛性就高;5.耐腐蝕，軸承在海洋環境中的使用，往往具有腐蝕性，軸承的使用壽命變短，氮化硅陶瓷對大多數強酸和強堿都具有很高的化學穩定性;6. 無磁性、絕緣性好，軸承在鐵路車輛牽引電機的使用中，往往會產生電蝕，這成為軸承提早剝落損壞的原因，氮化硅陶瓷電阻率極高，絕緣性能好。通過表1能夠看出氮化硅軸承滿足軸承的制造材料的基本要求，并且部分性能優于軸承鋼。

　　表1 氮化硅軸承和軸承鋼性能對照表

　　(資料來源：中國知網)

　　軸承市場巨大 陶瓷軸承市場需求量大

　　2017年，我國軸承行業營業收入為1788億元，同比增長10.2%，整體呈現中高速增長。而數控機床用軸承和化工機械用軸承在軸承領域中占比較大，下面主要介紹一下軸承在這兩個領域的市場情況及陶瓷軸承的需求量。

　　數控機床用軸承

　　數控機床包括數控車床、加工中心、數控磨床、電加工機床、數控鍛壓機床等，軸承一般用在高精度、高速度的主軸上。根據最新數據統計，我國數控機床總產值為1574億元，產量為94.9萬臺，按照每臺數控機床主軸平均安裝4套精密軸承及陶瓷軸承計算，那么精密軸承及陶瓷軸承每年的需求量為379.6萬套，其中，氮化硅陶瓷軸承需求量若是占到其中的1%，每年的需求量將達到約3.8萬套。

　　化工機械用配套軸承

　　化工機械用軸承主要為各種工業泵，例如注水泵、增壓泵、液壓泵等等，需求量大。根據最新數據統計，我國各種泵的產量達到18萬臺，按照每臺泵配備2套精密軸承和陶瓷軸承計算，總共需求軸承的量為36萬套，其中，陶瓷軸承的需求量為9萬套。

　　國內高精度陶瓷球技術相對落后

　　第一套陶瓷軸承是由美國的NASA生產，在第一套陶瓷軸承被成功的應用后，各國開始競相研發。經過幾十年的發展，到目前為止，陶瓷軸承生產較成熟的國家有美國、日本、德國、瑞典等十幾個國家。國際上領先的生產企業為美國的Norton、瑞典的SKF、德國的FAG、日本的Koyo等。而我國對陶瓷軸承的開發時間并沒有國外時間長，并且陶瓷工藝較復雜，我國對高精度的陶瓷軸承還處于相對落后的水平，生產廠家并不多，主要有洛陽精密軸承、北京中實三強工程陶瓷有限公司等。

　　陶瓷軸承中，最高的精度為G3級，次高等級為G5級，我國目前能夠生產G5級以下的陶瓷軸承，而國外廠家能夠批量生產G5級，并且部分廠家也實現了批量生產G3級。我國高精度陶瓷軸承和國外存在一定的差距。

　　據中材高新材料股份有限公司副總裁介紹，國內陶瓷軸承存在的問題是在高速環境下工作時(轉速在4*10⁴r/min以上)，有60%-70%的陶瓷軸承因為不同程度的疲勞而損壞，而國外生產的陶瓷軸承能長時間在高速環境下使用，并且性能保持不變。在陶瓷軸承產品上，國內海寧康耐特軸承公司生產的低噪聲、干摩擦、防靜電陶瓷軸承和日本NMB公司生產的相同規格的陶瓷軸承相比較，同工況下噪音量高出2db。

　　結語

　　陶瓷軸承相對軸承鋼，性能更加突出，應用的范圍更加廣泛。國內軸承市場巨大，并且呈增長的狀態。但是，我國陶瓷軸承發展時間較短，相對發達國家而言，技術相對落后，對高精度陶瓷軸承的量產尚未實現。近年來，隨著國家對新材料產業的扶持，以及國外軸承企業不斷涌入國內，我國陶瓷軸承產業定能扶搖直上。