有人说了,那你怎么就这么确定沙子里面有黄金啊?两个理由,第一个理由通过仪器可以检测到沙子里的黄金;第二个理由,1mol背后的数字太大,足以容纳所有的元素。假设一粒沙子1mg,用金元素的地壳平均含量进行计算,这粒沙子里大概有50多亿个金原子。如果一粒沙子里金原子都有这么多的话,其它原子是不是也不会太少呢?也有人问,怎么没有人从大海里提炼黄金啊,也没有人从沙子里提炼黄金呀?别急,原因只有一个,沙子和海洋里的黄金含量太少,提炼成本太高。50亿个金原子,并不多,换算过来大概相当于一吨沙子里只有2mg左右的黄金,一千吨沙子里才有两克黄金。
回过头来再说轴承钢,不管用什么原料来冶炼轴承钢,里面的杂质元素都是非常多的,连金元素都有,更何况其他的。就像我在稀土钢视频里提到的,把杂质元素加进去很容易,但要把它们都拿出来,却非常困难。除了那些少到可以忽略不计的元素以外,对最终成型的轴承钢有害的元素有铝、镁、钛、氧、硫等元素。其中害处最大的就是氧和硫元素,它们可以跟金属形成化合物,比如氧化铝等,这些化合物最终跟金属格格不入,好似钢铁中的暗疮。必须尽可能去除这些有害元素。
就以氧为例,高档轴承钢要求氧含量低于百万分之五。我们知道空气中有20%左右的氧气,为了让轴承钢中氧含量足够低,必须得给冶金炉抽真空。想想看,给一个啤酒瓶抽真空并不难,但要想给一个高温炼钢炉抽真空,那个难度恐怕不小吧?更何况是要保障整个铸造流程处于真空环境,难度之大可想而知。这还不算完,如果说把氧气抽走还算简单的话,怎样从铁水里面把同样是金属的铝镁钛等元素给去除呢?高档轴承钢要求最终钛元素的含量要低于十万分之一,这比去除氧气还难。如果钛元素去不干净,会跟氮元素结合形成钢铁内部的硬伤。
保障成分干净,只是打造高档轴承钢的第一步,接下来还要让钢的内部足够均匀。不管前面的冶炼多么的精细,最终的成品里面必然还是有很多夹杂物,除了本来就不希望有或越少越好的那些杂质以外,还有钢铁里面必不可少的碳化物等,这些夹杂物在钢铁中颗粒越小越好、形状越圆越好、分布越均匀越好,这是保证轴承钢性能和寿命的必要参数。
为了保障这一点,就要求严格控制好轧制流程和退火、回火的温度,这些都是钢厂长期经验的结晶。高档轴承钢的制作流程是保密的,我无法详细介绍。总之,轴承钢的整个轧制过程就是要让钢内部的所有夹杂物颗粒越小越好,分布越均匀越好。这样的钢,才能最终承受十多年的蹂躏而不受伤。这样的工艺,最早只掌握在日本、德国、瑞典等国的少数工厂手里面。后来,中国的公司慢慢也掌握了。
三、国产轴承钢已经取得突破
中国生产轴承钢最有名的公司是兴澄特钢和大冶特钢。这两家钢厂,专注于高附加值的特种钢生产,在轴承钢领域全国领先。不仅全国领先,其轴承钢销量也是全世界最高的。不仅在国内占据主要的市场,而且销往日本、德国这样的地方,得到了一流轴承生产厂家的认可。他们的产品,被用来生产高档轿车、高铁、风电、盾构机的轴承,质量已经足够可靠。而且这两家企业的轴承钢产销量在世界范围内都是名列前茅的,可以说供应着美日欧的轴承企业。
因为有了他们的努力,国内轴承企业也能获得可靠的轴承钢原材料了,正在研制卡脖子的高铁轴承、风电轴承以及盾构机的轴承。据报道,河南洛轴已经研发出了可靠的高铁轴承,有望打破国外的垄断。但这个轴承的具体参数细节目前还没有曝光,不知什么时候可以大规模量产。此外,国内轴承企业利用国产轴承钢已经研发出了国产盾构机主轴承。可以说是硕果累累。
四、国产轴承钢依然有短板
很多朋友是不是有点热血沸腾了,原来我们已经搞定高端轴承钢了啊!那还担心什么啊?别急,我们搞定的轴承钢,只是高端轴承钢的一两种。距离全面摆脱轴承钢卡脖子,还有很长的路要走。