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斯凯孚在中国的历史可谓源远流长,早在 1912 年,也就是年轻的瑞典纺织技师斯文·温奎斯特创立斯凯孚品牌后的第五年,便进入了中国市场。斯凯孚中国于 20 世纪 90 年代开始在中国设立轴承制造工厂,现已演进为一家知识、技术和数据驱动,以交付可靠运转为使命的公司。在中国, 斯凯孚为汽车、风电、铁路、机床、医疗、食品和饮料、造纸等 40 多个行业提供产品和服务。通过将斯凯孚集团在世界各地不同行业获取的成功经验及知识相结合,斯凯孚在中国实现了快速发展。目前,斯凯孚在中国已经拥有 17 个生产基地,并积极践行“区域资源服务区域市场”的战略。
早在 1916 年,斯凯孚就收购了 HoforsBruk 钢厂, 即世界著名的轴承钢制造商之一奥沃科(Ovako)的前身,并在近一个世纪的生产和运营管理中,将其打造成特殊钢行业的领先制造者,创造出世界领先的纯净钢生产工艺,形成集团化公司,并将业务拓展到全球。SKF-MR 工艺, 因可把氧含量和夹杂物控制到极低的程度,被视为经典冶炼法并载入众多的教科书中,斯凯孚的材料标准亦被普遍视为高端轴承钢的对照标杆。由于轴承钢的质量水平很大程度上决定了轴承的性能和寿命,斯凯孚集团采用全球统一且素以“严格” 著称的钢材批准流程。在对中国轴承钢的认证方面,同样遵循集团统一的认证流程。炼钢工艺过程、实物质量和质量保证能力都必须满足全球统一标准,且需得到斯凯孚全球材料专家组一致同意方可批准。
实际上,在 21 世纪 初,斯凯孚还只能从国外进口轴承钢。随后的转变得益于斯凯孚坚定不移地走本地化开发之路。20 世纪 90 年代,一批先进的超高功率、偏心底出钢电弧炉被中国特钢企业引进,为优质轴承钢的生产打下基础。但当时中国轴承钢的质量水平还较低,和斯凯孚的要求差距巨大,这主要是三方面的原因:1)钢厂对优质轴承钢的认识不足 ;2)钢厂对纯净轴承钢的生产工艺没有掌握 ;3)钢企落后的质量管理理念导致产品质量稳定性差。
然而,制样只是准确评判微观夹杂物的第一步。当时中国轴承钢标准还非常落后,微观非金属夹杂物评价准则模糊,大尺寸不变形微观夹杂(DS)、非传统类微观夹杂如 TiCN 等未纳入微观夹杂物的评定。面对此种状况,斯凯孚对相关钢厂进行了“斯凯孚微观非金属夹杂物评价体系”培训,并反复进行微观非金属夹杂物评定一致性的验证。除了夹杂物,作为评价钢材组织均匀性的指标——碳化物的不均匀性,也是影响轴承寿命的一个重要因素。彼时,大方坯连铸在国内已普及,但国际、国内标准中碳化物不均匀性评判标准却并不适用于大方坯连铸生产的轴承钢。于是,斯凯孚根据碳化物不均匀性对轴承寿命的影响,建立起一套适合于连铸轴承钢的碳化物不均匀性评价体系,并及时宣贯到中国钢厂。
建立纯净轴承钢生产理念,是生产纯净轴承钢的必要条件。轴承钢作为钢中之王,生产工艺复杂,而当时的中国钢厂,普遍采用以成分达标、抽检合格作为主要目标的粗犷生产方式。每个工序都会发现很多影响钢水纯净度的不恰当操作方式,例如 :为了避免真空脱气过程铝损大而选择在真空脱气后添加铝 ;连铸前喂硅钙线以改善可浇性 ;模铸时无保护气氛便进行敞开式浇注……斯凯孚耐心地灌输纯净轴承钢的生产理念,逐步改变钢厂的传统操作习惯,对耐材、合金、钢包、脱氧工艺、精炼渣、真空脱气、保护浇铸、液位波动控制、高温扩散、控制轧制等轴承钢生产的全过程都进行细节控制,并固化工艺流程,确保所有斯凯孚的牌号都在指定的工艺路径生产。
纯净轴承钢是生产出来的,而不是靠检验挑出来的。质量稳定性是斯凯孚对纯净轴承钢的另一基本要求。20 世纪 90 年代的钢厂质量意识淡薄,“能拿到钢材已经不错,为何还来抱怨我的质量问题” 是当年斯凯孚在钢厂碰到的真实案例。在钢厂推行零缺陷理念,在当年看起来是一件不可思义的事。但斯凯孚没有放弃, 因为过程控制极其重要,所有的钢材抽检方案都是基于稳定的过程而策划的。如果过程不稳定,即使检验结果合格也不可以接受。通过无数次的现场培训和审核,钢厂开始理解零缺陷要求,并将之作为日常的行为准则,无论技术人员或现场操作员工,一提起斯凯孚产品的工艺要求都能熟记于心。通过斯凯孚的认证是个痛苦而漫长的过程,第一批企业均花了八年以上的时间才获得斯凯孚的正式批准。而在中国钢厂轴承钢的开发过程中,斯凯孚派出上百人次的专家团队帮助钢厂提高,并动用了美国、德国、瑞典、荷兰、法国、印度等多个斯凯孚实验室资源对中国钢厂的材料进行确认。
中国的轴承钢标准在过去十年中有了较大的进步。新国标 GB/T 18254-2016《高碳铬轴承钢》对大颗粒球状夹杂物(DS)、碳氮化钛(TiCN)夹杂物及 Sn、As、Sb、Pb、Al、Ti、Ca 等化学元素的控制都作出了要求,同时将 GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(ISO 4967)A 法作为微观夹杂物评判准则,这相对于 GB/T 18254-2002《高碳铬轴承钢》有了很大的进步。然而,目前国内尚有很多钢厂对 GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》中的 A 法缺乏应有的认识,造成偏差。比如,有些钢厂的连铸轴承钢质保书上显示,按 GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》中的 A 法评价, 球类不变形微观夹杂 D 类细夹杂物、D 类粗夹杂物及 DS 系夹杂物均为零。实际上,这样的结果是处于国际先进水平的钢厂都很难达到的。低水平钢厂没法真正意识到自己的差距,也促使不熟悉轴承钢的轴承企业过度收紧微观夹杂物的接收标准。
新国标制定时,考虑到当时高频探伤国内应用技术不太成熟,并未如斯凯孚一样将高频水浸探伤作为对宏观夹杂物检测的强制要求,但宏观夹杂正是当前国内很多钢厂亟需关注的指标。目前,中国的轴承钢企业仍存在两极分化的情况,一些企业生产的常规轴承钢水平已跻身于世界先进行列,还有一些企业尽管使用世界一流的冶炼装备,但仍生产不出高品质轴承钢。其中一个主要原因是钢中宏观夹杂物太多,而宏观夹杂是导致轴承提前失效的重要因素。在斯凯孚对市场上随机抽取的普通轴承钢进行 10MHz 高频水浸探伤试验中发现,大于 10mm 的宏观夹杂不在少数。由于很多钢厂和轴承企业没能像斯凯孚一样有效地识别钢中宏观夹杂物及意识到其带来的风险,导致低质量水平的轴承钢仍大量在市场流通。
对于绝大多数用于高要求应用场景的轴承钢品种,尽管中国的特钢企业已经拥有如保护气氛电渣冶炼和双真空冶炼等必要的生产装备,但由于相关轴承企业的高端轴承钢没在中国批量采购而使得中国钢厂缺少实践的机会。另外,并不是拥有了优质的轴承钢,就一定能生产出优质的轴承。如斯凯孚生产的航空发动机轴承, 除了对关键零件钢材有极高的要求,对后道工艺等都进行着严苛的把控,最终才能制造出满足航空发动机恶劣工作环境的轴承。因此,开发适用于高要求应用场景的轴承钢,需要先进的轴承企业和先进钢厂的紧密合作。