一、軸承行業現狀及熱處理技術和裝備概況
1. 我國軸承行業持續快速穩定的發展
　　我國軸承行業經過建國以來五十多年的建設和發展，特別是改革開放以來持續、快速、穩定的發展，已形成了較大的產業規模。2007年全行業生產各類軸承90億套，實現銷售收入760億元。軸承產量和銷售收入居世界第三位。
　　我國軸承進出口貿易額逐年攀升。2007年軸承出口創匯21億美元，進口用匯21億美元，進出口持平。
　　“九五”以來，我國軸承行業經濟成分發生了深刻的變化。至2006年，按銷售額計算，已形成國有：民營：三資＝16:63:21的格局。
　　我國軸承行業技術水平逐步提高，已具有一定的技術實力。有一所（洛軸所）、一院（中機十院）、一校（河南科大）作為依托。全行業現有國家級企業技術中心5個（萬向、瓦軸、哈軸、洛軸、西北）、博士后科研工作站5個（萬向、龍溪、洛軸所、西北、杭州中心）、國家級實驗室6個（洛軸所、杭州中心、上海所、萬向、龍溪、瓦軸）。全行業的產品開發能力有很大提高，掌握的軸承品種規格已由1999年的39000種增加到2005年的66000多種。為重大裝備和重點主機的配套率達到80%左右。高端產品開發有重大突破。以“神五”、“神六”、“嫦娥一號”配套軸承為代表的航天航空軸承及其他國防裝備配套軸承均已立足國內，具有完全自主知識產權。長期制約為國內主機配套和擴大出口的微小型深溝球軸承的振動噪聲和密封性能問題，通過中國軸協組織的全行業技術攻關，已取得顯著效果，基本上可以滿足國內主機配套和擴大出口的要求，部分企業的產品已達到或者接近國際同類產品的水平。
2. 我國軸承熱處理技術和裝備取得的長足進步
　　“六五”、“七五”、“八五”經濟建設時期，有二十多家軸承制造企業先后從日本、英國、美國、瑞士、西德、奧地利、意大利等工業發達國家引進設備的使用、消化吸收，其中的主要類型設備在“八五”末期基本實現了國產化，有力地促進了我國軸承熱處理裝備的技術進步和電爐行業的制造水平。
　　推桿式等溫球化退火爐在軸承行業得到廣泛應用，目前該類型設備是軸承零件退火的主要設備。軸承零件保護氣氛退火已開始引起重視，并開始在生產上廣泛應用。
　　軸承零件淬回火設備主要有網帶爐、鑄鏈、輥底爐、多用爐、轉底爐、滾筒爐生產線，這些生產線是我國軸承行業熱處理設備的主力設備，也代表了我國軸承熱處理裝備水平，這些裝備的推廣應用，大大提高了我國軸承零件熱處理質量水平，工件淬火后氧化脫碳層由原來的0.06～0.1 mm降到0.03 mm以下，批量硬度差由原來的2HRC降到1.5HRC以下，同件硬度差由原來的1.5HRC降到1HRC以內，壓縮磨削留量1/3～1/2，提高磨工效率15%～22％，為我軸承質量總體水平的提高做出了貢獻。
　　滲碳熱處理設備主要有推桿式、輥底式、網帶式氣體滲碳自動生產線，也有多用爐、真空滲碳爐、井式爐、周期式滲碳爐，滲碳氣氛的碳勢控制大多采用自動控制系統，也有采用流量控制。
3. 我國軸承熱處理技術和裝備的發展方向
　　⑴ 中小型軸承套圈大批量生產熱處理裝備采用無馬弗托輥式可控氣氛網帶爐生產線、可控氣氛鑄鏈爐生產線，取代輸送帶爐、振底爐、箱式爐等落后爐型。
　　⑵ 中大型、大型軸承套圈大批量生產熱處理裝備采用可控氣氛輥底爐生產線和多用爐生產線。
　　⑶ 特大型軸承套圈熱處理裝備采用可控氣氛周期式熱處理爐或加裝微機碳勢控制裝置的井式爐。
　　⑷ 開發可控氣氛帶硝鹽馬氏體淬火小輥棒爐和輥底爐生產線。
　　⑸ 推廣應用連續式可控氣氛滲碳生產線。
　　⑹ 開發汽車輪轂軸承高頻淬回火自動生產線。
　　⑺ 軸承滾動體大批量生產熱處理裝備采用滾筒爐生產線，取代仿蘇鼓型爐生產線。
　　⑻ 開發輥底式氮基保護氣氛等溫球化退火爐。
　　⑼ 發展和應用下貝氏體等溫淬火工藝裝備。
　　⑽ 研制開發與可控氣氛輥底爐、轉底爐配套的自動模壓淬火機床。
　　⑾ 加大真空熱處理裝備的比例。
　　⑿ 研制開發與網帶爐、鑄鏈爐生產線配套的量變型分選機。
二、軸承行業熱處理節能措施
　　眾所周知，軸承熱處理是個耗能大戶，軸承熱處理設備90%以上采用電加熱，俗稱“電老虎”，其電耗占軸承制造業電耗的25-30%。
    同時，在熱處理工藝過程中不斷產生熱輻射能、廢煙氣、粉塵和噪音等，對環境造成一定程度的污染。因此，開發節能、環保型熱處理技術和裝備是軸承行業亟待解決的問題。
　　近些年來，我國軸承行業從以下幾方面采用措施，提高軸承熱處理的節能和環保效果。
1. 優化工藝節能
　　經過大量工藝試驗，在保證熱處理質量得到提高的前提下，對熱處理工藝進行優化簡化，然后合理設計加熱爐各區段長度和加工節拍，充分發揮熱效能產生顯著的節能效果。這方面最突出的是北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業爐公司共同開發研制的多功能輥底可控氣氛熱處理生產線。
2. 利用余熱節能
　　財政部近期發布信息說，中央財政將十大重點節能工程進行獎勵。十大節能工程包括“余熱余壓利用工程”。
　　軸承鋼退火是軸承行業耗能最大的工序之一。多年來，軸承生產企業在降低軸承鋼退火能耗上下了不少功夫。軸承鋼鍛造余熱退火曾風行一時。但是，這一節能工藝雖然理論上可行，但實際操作上存在諸多難以解決的問題。最后都以失敗告終。
　　近年來，一些軸承熱處理設備制造優勢企業，如杭州金舟電爐有限公司、蘇州工業園區勝龍電爐制造有限公司，轉而在利用熱處理余熱上做文章，研發了“熱回收型連續等溫退火爐”、“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”，取得了高效節能的效果。
3. 智能控制節能
　　河北工業大學材料學院研發的軸承智能退火控制系統，在充分利用企業原有退火爐體的情況下，配置的該系統可根據運行過程中反饋獲得的退火爐熱特性、溫場分布、裝爐量等參量，智能化地調節各區加熱溫度，冷卻速度等參量，自動完成退火的全過程，排除了操作上的人為因素，取得了顯著的節能效果。
4. 減少熱損失節能
　　軸承生產企業和軸承熱處理制造企業聯手，在減少軸承熱處理加熱過程中的熱損失下功夫。
　　1、是以輥底爐取代推桿（盤）爐，免除了料盤的熱損失。（一公斤鋼件從室溫升800℃，需吸熱1.03千卡）。
　　2、是優化爐膛設計，同時合理選用高強度輕質抗滲碳磚、優質陶瓷纖維制品等保溫隔熱材料，減少爐襯材料的蓄熱損失和爐壁表面的散熱損失。
　　3、是優勢熱處理制造廠家，如金舟電爐有限公司等，在制造熱處理爐構件時，采用大型數控設備加工，提高加工精度，提高傳動輥的水平精度，提高爐殼剛性和密封性，減少焊縫，從而減少熱損失和氣氛損失。
三、軸承節能熱處理技術和裝備典型案例
1. 多功能輥底可控氣氛熱處理生產線
　　由北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業爐公司共同研制的多功能輥底式可控氣氛熱處理生產線一種高質量、高效率、節能、環保型，在國內處于領先水平的熱處理裝備。
　　該生產線由輥底式加熱爐、升降式淬火硝鹽槽、油槽、輥底式清洗爐、烘干機和雙層輥底式等溫回火爐等主要設備構成。
　　通過編程調整工藝參數，在這一條生產線上可以完成四種不同的熱處理工藝：普通馬氏體淬、回火，馬氏體分級淬、回火，貝氏體等溫淬火，貝氏體分級淬火等。
　　這一生產線是引進消化吸收再創新和集成創新的成果，在以下幾方面在國內處于領先水平：在一條生產線上具有四種不同的功能，不僅可以進行通常的普通馬氏體淬火而且可以進行馬氏體分級淬火和貝氏體分級淬火；以硝鹽淬火介質取代油淬火介質；用空氣回火爐取代硝鹽槽進行貝氏體等溫處理；淬火采用計算機控制的升降式機構；整條生產線高度密封、零排放。
　　在保證強度、硬度、金相組織和殘留奧氏體量達到標準的前提下，貝氏體分級淬火比普通馬氏體淬火沖擊韌性GCr15提高26.6%，GCr18Mo提高36.8%。軸承在很多應用主機，如軋鋼機、風力發電機、鐵路客車等，需要承受很大的沖擊載荷，因而需要提高的沖擊韌性，普通馬氏體淬火已不能適應這一要求。這一生產線的研制成功，就為適應高沖擊載荷的軸承制造提供了熱處理設備。
　　這條熱處理生產線不僅能保證熱處理質量，硬度、金相組織、變形和表面脫貧碳均能達到國家和行業標準要求，并較之以前有很大提高，而且，由于熱處理工藝的優化和設備密封性能的提高，節能效果明顯。全國軸承行業熱處理平均耗電量為730KWh/噸，這條生產線耗電指標達到550KWh/噸。如在全行業推廣應用，將產生很大的經濟效益。同時由于升降式的入浴方式，大幅度減少淬火變形，因而可以減少加工留量，達到節材的效果。
2. 雙層輥底式保護氣氛球化退火爐
　　眾所周知，球化退火工件降溫至650℃以下即可出爐空冷，大量退火余熱未加利用。為了實現節能降耗的最佳效果，2007年5月，杭州金舟電爐有限公司創新開發了“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”。根據球化退火工藝的特點，將爐體設計成雙層輥底爐，上層進料，分設進料臺、余熱利用室、加熱區段、保溫區段、快冷室，下層為出料臺、余熱利用室、緩冷區段、等溫區段、快冷室。上下層的余熱利用室為一個貫通室，無隔離，安裝一臺熱循環風機，加強循環換熱，利用退火余熱預熱進爐冷態工件，使工件從室溫升溫至300～350℃；上下層的快冷室為一個升降通道，內設升降機，使工件從上層轉到下層。雙導爐的結構保證了余熱充分利用的節能退火工藝：進爐→余熱利用升溫→加熱→保溫→快冷→等溫→緩冷→（余熱利用）強冷→出爐。
　　余熱利用節能雙層退火爐，耗電下降150～220KWh／噸鋼，與我國軸承行業球化退火耗電240～290KWh／噸鋼比較，節電近90KWh／噸鋼，節電率達到30%以上。并且退火質量優良：無氧化，脫碳層深度≤0.10mm，鋼材利用率提高3%以上，特別適用于冷輾套圈的退火。球化退火顯微組織為均勻、細小、彌散、圓整分布的球（粒）狀球光體，可穩定地控制在2～2.5級（相當于SKF標準的CG2.1～2.3級）范圍內。球化退火后，硬度為185～202HBW，單件硬度差±5HBW，整批硬度散差＜15HBW。
3. 高效能的的熱回收型連續等溫退火爐
　　蘇州工業園區勝龍電爐制造有限公司研發的這種電爐有兩個爐道，兩個爐道平行反向設置。每個爐道依次排列有預熱段、加熱保溫段、快冷段、等溫段和冷卻段。
    兩個爐道中，一個爐道的預熱段與另一個爐道的冷卻段之間設置熱交換機構，充分利用一個爐道工件冷卻放出的熱量，作為另一個爐道的預熱用，可以使進爐工件加熱到400℃以上。
　　這種爐型融節能型等溫退火爐技術與熱回收技術為一體，將工件預熱作為二次能源開發，具有明顯的節能效果。以250KW的SLRTd-250退火爐為例，年產量可達5400噸，年節電80萬度，與普通節能型退火爐比較，年節電費用達55～60萬元。兩年的節電費用就可以回收整臺設備投資。
　　這種爐型加工質量穩定，軸承零件退火硬度HRB89-92，金相組織2-3級，合格率100%。
4. 油電、氣電復合加熱技術
　　⑴ 油電復合加熱技術
　　上世紀90年代，東南沿海省市缺電少煤，金舟電爐有限公司創新開發了輥底式油電復合加熱等溫球化退火爐，成功地將先進的工藝技術與熱處理設備集成創新，使軸承鋼球化退火縮短至8～9小時，而球化退火顯微組織達到均勻、細小、彌散、圓整分布的理想目標；先進的燃油技術使煙塵黑度系列達到林格曼1級，完全符合環保要求。
　　⑵ 氣電復合加熱技術
　　天然氣是優質的一次能源，金舟電爐有限公司根據用戶具備的條件，將天然氣控溫加熱和電加熱控溫相結合，研發了氣-電復合加熱輥底式球化退火爐，實現了溫控、電控、過程控制機電一體化，退火質量國內領先，節能水平達到了一個新的高度。
5. 軸承鋼智能化退火控制系統
　　河北工業大學材料學院充分發揮學校在數學、計算機、電器、材料、軟件等多學科的優勢，研制開發軸承鋼智能化退火控制系統。在充分利用企業原有退火爐體的情況下，配置的該系統可根據運行過程中反饋獲得的加熱爐熱特性、溫場分布、裝爐量等參量，智能化地調整各區加熱溫度、冷卻速度等參量，自動控制退火的全過程。無為為操作因素。
　　該系統的特點是，提高球化退火質量、提高生產效率、節能降耗。
　　⑴ 退火質量優良：應用該技術的退火產品，球化質量可穩定地獲得2-3級組織。可達到SKF、FAG等世界上最大的軸承公司執行的歐洲SEP1520有關退火的標準。為提高軸承的壽命和可靠性打下良好的基礎。
　　⑵ 提高生產率：退火周期在連續（推桿式）退火爐中可縮短退火周期1/3-1倍；在臺車式、貫通式周期退火爐可由目前一般36小時一周期，降至15小時以內。
　　⑶ 節能降耗：用電成本大幅度降低，連續作業爐由目前的電耗280-480KWh/噸，降至240KWh/噸以下；周期作業爐由目前的400-600KWh/噸，降至300 KWh/噸以下。
　　在保證退火質量2-3級的前提下，該技術已在許多企業應用于大規模工業生產，獲得顯著效益。
　　河北軋機軸承有限公司，由改造前日產量6噸，電耗470KWh/噸；改造后日產量提高到12噸，電耗將至235KWh/噸。
　　大連龍巖鍛造廠，用540KW臺車式爐處理熱軋軸承鋼球，日產量15噸，耗電300KWh/噸，其中低谷電占總用電量的85%以上，退火成本約130元/噸。
　　大連冶金軸承股份有限公司連續四年對三條360KW推桿式退火爐進行改造，套圈耗電≤210KWh/噸，年生產能力已達2.5萬噸；兩條440KW棒料退火爐，日處理Φ20-Φ130棒料20噸，耗電≤270KWh/噸，其中低谷占總用量的90%以上，退火耗電成本＜100元/噸。
　　山東梁山軸承有限公司比改造前，退火節能1/3，生產效率提高1/3，不僅如此，由于退火組織細，淬火溫度降低，保溫時間縮短，淬火節能8%。
　　廣東韶關東南軸承有限公司生產汽車轂軸承，改造后的退火質量達到FAG執行的歐洲SEP1520的標準，成為FAG半成品供應商，僅此一項年質量效益超過千萬元。
　　多家企業長期使用的結果表明該項技術成熟可靠。