文|江卿曻

编辑|江卿昇

在航空领域，有一个看似不起眼却至关重要的部件正在悄然改变着行业格局，它每分钟可以旋转18000次，寿命超过5万小时，这个“小巨人”就是中国航空发动机的轴承。

从曾经的技术短板到如今的国际领先，中国的航空轴承技术经历了怎样的蜕变？为什么这个不到拳头大小的零件能引起如此大的轰动？

于航空发动机这一庞然巨物内，轴承恰似人体关节，虽看似微末，实承担着关键至极的作用。

当你站在机场，看着那些庞大的客机缓缓滑行，轰鸣着冲上云霄，此时此刻，在每个发动机的核心部位，都有一组精密的轴承在高速运转，承受着极端的温度和压力。

这些轴承并非普通的金属零件，它们是由被誉为“钢中之王”的轴承钢精心打造而成。

它们必须在最苛刻的环境中保持稳定运行，当发动机全力运转时，轴承每分钟要旋转18000次，相当于你眨眼的功夫，它已经转了上百圈！

不仅如此，它还要承受高达2000℃的极端温度，在这种条件下，普通的金属早就融化变形了，而航空轴承却能够稳如泰山。

制造这样一个看似简单的零件，实际上是一项极其复杂的工程，轴承钢需要具备超高的纯净度和均匀性。

这意味着在制造过程中，必须将钢中的氧含量控制到极低的水平，同时还要确保材料内部的颗粒物尽可能细小均匀，这就好比在一大袋面粉中找出几粒沙子，难度可想而知。

中国的工程师们面临的挑战不仅仅是技术上的，在国际市场上，轴承技术一直是少数几个发达国家垄断的领域。

瑞典、德国、日本等国家在这个领域已经深耕多年，拥有成熟的技术和市场，面对这样的竞争态势，中国的轴承制造业如何突出重围？

事实上，中国在轴承钢领域的突破来之不易，早在本世纪初，当其他国家的轴承企业还在为降低氧含量绞尽脑汁时，中国的科研人员就已经开始从另一个角度思考问题。

他们发现，轴承的性能不仅与氧含量有关，还与钢材内部的微观结构密切相关，这个发现为后来的技术突破奠定了基础。

随着技术的不断进步，中国生产的轴承钢质量不断提升，到2022年，中国已经成为全球最大的轴承钢生产国，年产量达到惊人的397.27万吨。

更令人惊讶的是，中国的轴承钢不仅满足了国内需求，还远销海外，甚至成为瑞典、德国、日本等轴承制造强国的供应商。

然而成为最大的生产国并不意味着技术已经登峰造极，在轴承的种类和规格上，中国还有很长的路要走。

全球轴承产品共有15万个品格和规格，而中国目前能生产的仅有2万多个，其中高端轴承更是只占20%，这个差距既是挑战，也是机遇。

那么面对如此巨大的技术跨度，中国的航空轴承技术是如何实现从跟随到引领的跨越？下一个技术突破又将在哪里？

20世纪末，当时中国的轴承技术与国际先进水平还有相当大的差距，然而，正是这种差距激发了中国工程师和科研人员的创新精神。

转折点出现在2001年，当时，国内一家名为兴澄特钢的公司做出了一个重要发现：在相同的氧含量条件下，轴承的疲劳寿命还与钢材内部的夹杂物形态及组成有密切关系。

这个发现为后续的技术突破指明了方向，兴澄特钢的研发团队开始深入研究钢材的微观结构，寻找提高轴承性能的新途径。

经过不懈的努力和反复试验，兴澄特钢终于在轴承钢生产技术上取得了重大突破，他们生产的连铸轴承钢疲劳寿命达到了惊人的1150小时，这一数字是当时欧洲轴承钢的2.5倍。

这个成就不仅让国内业界为之震惊，也引起了国际轴承巨头的注意，很快，兴澄特钢成为了第一家被瑞典SKF——世界顶级轴承制造商选为采购绿色通道的中国钢企。

然而真正的技术突破还在后面，2016年，中国打破了电渣轴承钢的国际垄断局面，这种高端轴承钢的生产技术长期被少数几个发达国家掌握，被视为“卡脖子”技术之一。

中国企业通过自主创新，成功掌握了这一关键技术，不仅满足了国内需求，还开始向国际市场供货。

随着技术的不断进步，中国的轴承钢产业规模迅速扩大，到2022年，中国已经成为全球最大的轴承钢生产国，年产量达到397.27万吨。

更令人惊讶的是，中国生产的轴承钢开始反向出口到瑞典、德国、日本等传统轴承强国，用于生产高端轴承产品。

在航空发动机轴承领域，中国的进步更是令人瞩目，2022年珠海航展上展出的航空发动机高速主轴轴承，展示了中国在这一领域的最新成就。

这种轴承的技术水准已臻国际领先之境，因而早在 2020 年，便被纳入限制出口的技术名录之中。

然而最令人震撼的突破是在轴承寿命方面，国产航空发动机主轴承的抗疲劳寿命模拟试验突破了5万小时，这一数字远远超过了国际先进水平的2万小时。

这意味着，使用这种轴承的发动机可以连续工作近6年而不需要更换主轴承，大大提高了飞机的可靠性和经济性。

尽管取得了这些令人瞩目的成就，中国的轴承技术发展之路并非一帆风顺，在某些高端轴承领域，中国仍然面临着技术挑战。

5万小时相当于5.7年的连续运转，这意味着一架装备了这种轴承的飞机，理论上可以在近6年内不间断飞行而无需更换主轴承。

但是5万小时的寿命并不意味着轴承真的会在实际使用中连续工作这么长时间，这个数字来自于等效试验寿命，是在模拟实际工作条件下进行的加速寿命测试结果。

在现实中，轴承的使用寿命会受到多种因素的影响，如起落次数、飞行环境等，尽管如此，这个数字仍然代表着一个重大的技术突破。

这一突破的意义远不止于延长了轴承的使用寿命，它标志着中国在高端制造领域已经达到了世界领先水平。

要知道，目前国际先进水平的航空发动机主轴承寿命也不过2万小时左右，中国轴承技术的这一跃进，不仅缩小了与国际先进水平的差距，更是在某些方面实现了超越。

然而成功并不意味着我们可以就此止步，在轴承技术的广阔天地中，中国仍然面临着诸多挑战。

虽然在某些高端领域取得了突破，但在整体上，中国的轴承产业仍有很长的路要走。

全球轴承产品共有15万个品格和规格，而中国目前能生产的仅有2万多个，其中高端轴承更是只占20%，这个差距既是挑战，也是巨大的发展空间。

面对这些挑战，中国的科研人员和工程师们并没有停下脚步，他们正在探索新的材料和制造工艺，以进一步提高轴承的性能。

比如研究人员正在尝试使用新型陶瓷材料来制造轴承，这种材料具有更好的耐热性和耐磨性，有望进一步延长轴承的使用寿命。

同时数字化和智能化技术也正在改变轴承的设计和制造过程，通过使用大数据和人工智能技术，工程师们可以更精确地预测轴承的性能和寿命，从而优化设计方案。

航空轴承技术的进步，不仅限于航空领域，这项技术的应用正在向其他高端制造业扩展，如高铁、风力发电、精密机床等。

这意味着，轴承技术的突破将带动整个制造业的升级，为中国制造2025战略提供强有力的支撑。

从曾经的技术追随者到如今的行业引领者，中国航空发动机轴承技术的进步是中国制造业崛起的缩影。

一分钟18000转，寿命超5万小时，这不仅仅是一组令人惊叹的数字，更是中国工程师和科研人员不懈努力的结晶。

光明网2023年8月12日《以学促干 加快航空发动机自主研制》的报道

人民网2024年1月25日《轴承产业集群这样走智能化之路（经济聚焦）》的报道

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