我国钢球行业基本概况分析（图）

    精密轴承钢球是轴承滚动体的主要品种，主要装配于球轴承中，是决定轴承精度、转速、使用寿命的核心部件。滚动体主要分为球和滚子，对应的将滚动轴承分为球轴承和滚子轴承，其中球轴承产量占比超过七成，主要是由于钢球在旋转速度、加工精度、噪音控制等方面具有比较优势，使得球轴承能更广泛的适用于装备制造的各个领域。球滚动体按材质主要分为碳钢球、轴承钢球、不锈钢球和陶瓷等其他材质球四大类。

资料来源：产业信息网整理

    1、钢球的主要技术指标

    钢球的主要技术标准为精度等级、硬度、压碎载荷、表面外观、残余应力、残余奥氏体比例等技术标准，具体的指标解释如下

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    1）精度等级

    行业内将球直径变动量、球形误差、表面粗糙度和球批直径变动量等指标综合，以微米为单位，主要划分为 3、5、10、16、20、24、28、40、60、100、200 十一个级别（Grade，简写为G），G3 级为行业标准规定的钢球最高精度，其后依次降低。

    内容选自产业信息网发布的《2012-2016年中国钢球市场研究及未来发展趋势报告》

    在同一精度级别下，钢球的尺寸越大，其磨削加工的难度越高，如直径50.80mm的钢球目前最高的精度级别为 G20。目前，各尺寸段精密钢球的范围界定如下：

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    2）硬度标准

    硬度主要衡量球体抵抗硬物压入的能力，一般采用洛氏硬度（HRC）数值来衡量，在一定区间内，数值越大表示钢球的表面硬度越高，其耐磨性与抗疲劳能力越强。通常轴承钢原材料的表面硬度值（HRC）为 15~20，通过热处理工艺后轴承钢球的表面硬度值可达到 58~64。行业标准中对钢球各尺寸段的表面硬度有规定，在此基础上大型专业轴承制造商根据产品用途对不同尺寸钢球，以及同一尺寸钢球不同深度的硬度值有更为细致的定制化要求。

    3）压碎载荷

    压碎载荷指标主要指钢球承受压力负荷的能力，数值上表示为成品钢球被压碎所需的负荷（单位为 KN），目前行业内对公称直径 3.00mm~50.80mm钢球的压碎载荷做出最低数值要求，而直径超过 50.80mm的钢球通常只有专业大型轴承制造商有详细的数值标准。

    4）表面外观

    钢球的生产需要通过切料、镦压、热处理、初研、精研等多道工序，容易在钢球表面产生烧伤、划痕、裂纹、锈蚀等表面缺陷，在钢球高速运转并承受压力载荷的情况下，上述各种表面缺陷会逐步扩大，使球体表面出现疲劳剥落，导致轴承运转失效，因此，表面外观是精密钢球的重要衡量标准。现代先进的加工磨削技术与设备，能够大大减少肉眼识别的表面缺陷，但对于细微的球面缺陷，往往无法察觉，需要通过专业的球面外观检测仪器来进行，合理控制各批次钢球的表面外观缺陷。

    5）残余应力

    残余应力是指钢球球坯经热处理后最终残存下来的内部应力。一是产生于球坯的加热与冷却过程中，球坯表层与心部的温度变化速度不一致导致球坯不同深度的体积膨胀与收缩不均，而产生球坯不同深度之间应力；二是由于热处理工艺使得球体内部组织发生相变，不同部位的相变时间与程度不同导致其体积形变的不同，进而产生不同部位之间的应力差异。

    上述各方面的应力相互作用，形成热处理工序后钢球最终的残余应力，合理的控制残余应力能够有效提高钢球承受载荷能力，增强球体抗疲劳能力，该指标需要通过专业的应力测试仪来检测。目前，行业标准中并未对残余应力进行明确规定，属于专业性较强的钢球研究领域。

    6）残余奥氏体比例

    轴承钢球属于是一种不完全淬火组织，经过热处理加工后，其中仍有部分残余奥氏体未转变为马氏体，含量大约为15-20%，在常温下球体内的残余奥氏体就有向马氏体转变的可能，而残余奥氏体向马氏体转变的过程中会发生体积变化，从而使得轴承钢球发生细微的尺寸变化，造成钢球精度的不稳定。目前，行业标准中并无相关的规定，属于少数主要轴承制造商针对轴承产品的用途。

    2、轴承钢是钢球生产的主要材质

    钢球按材质分主要分为碳钢球、轴承钢球、不锈钢球三大类，轴承钢是钢材中要求最为严格的品种之一，具有良好的金属特性；而碳钢球和不锈钢球由于其本身的元素构成和金属特性，在使用寿命、承受压力负荷、耐磨能力、加工精度等方面存在不足，在轴承制造领域的应用非常有限，因此轴承钢是钢球制造的主要原材料。

下表为三大类材质钢球的主要指标比较：

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    1）碳钢球，一般为中低碳钢，含碳量通常小于 0.6%。由于碳钢球承受载荷能力较弱，使用寿命较短，在轴承领域应用较少，更多的应用于自行车零部件、家具中的滚动部件等，通常产品精度只要求达到 G100级。

    2）轴承钢球，主要为高碳铬轴承钢。该种材料目前占所有钢球材质的 90%以上，含铬量适中，具有承受压力负荷大、耐磨能力强、加工精度高、硬度均匀等特点，该材质钢球的最高加工精度为 G3 级，主要用作球轴承的滚动体，广泛应用于各个制造领域所需的轴承中。

    3）不锈钢球，含铬量较高，具有高度耐腐蚀特性，但表面硬度较低，实际应用中对产品的精度要求不高，因此产品只能有针对性的应用于高温高湿、化工生产、酸碱污染等环境中专用设备。

    3、定制化的技术标准是高端精密轴承钢球的主要衡量标准

    当前对于钢球的技术标准主要有以下三类：一是通用行业标准，如国内的《GB/T308—2002滚动轴承 钢球》、日本的《JIS B 1501 球轴承用钢球》等，为国际上钢球企业生产的基本技术标准；二是部分特殊指标所适用的行业标准，如振动值、表面粗糙度等；三是下游知名轴承客户对钢球某些性能上的内部质量标准，如波纹度、残余应力、表面外观、残余奥氏体比例等方面，该部分具有定制化标准的轴承客户为钢球行业的高端客户，具有较高的进入壁垒。

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