王良猷　赵义强　闫蕾　王敏　李海丽  

前言

轴承钢是特钢产品中要求最为严格及检验项目最多的钢种,轴承钢主要用来制造滚动轴承的滚动体、套圈,以及某些工模具、精密量具等。日本山阳特钢、瑞典OVAKO生产的轴承钢质量水平在一定程度上代表了当今世界轴承钢生产工艺技术的最高水平。

1.国内外轴承钢技术现状

日本山阳特钢主要通过降低氧含量来减少夹杂物;瑞典OVAKO则在超低氧含量的前提下,重点控制夹杂物的尺寸、形状和分布。

表1　为国内外轴承钢主要质量指标对比表

表2　为国内外轴承钢企业主要产品及工艺流程

2.山阳特钢轴承钢系列产品

山阳特钢建立先进的轴承钢生产工艺,其产品系列开发历程如下:

上世纪1980年代-高纯净度钢主要侧重点:高硬度和耐磨损性,出色的疲劳寿命,轴承钢,减少夹杂物数量,生产工艺:电炉-精炼炉-脱气-垂直铸机,代表产品系列SP钢。

上世纪1990年代-超高纯净度钢主要侧重点:更高疲劳强度,钢中夹杂物最大大小控制,生产工艺:SNRP技术,代表产品系列EP钢。

2018年-极超纯净度钢主要侧重点:夹杂物的应力、变性,大型夹杂物出现频率,种类、数量、比例控制,生产工艺:SURP技术,代表产品系列Premium J2钢。

3.山阳特钢轴承钢专利技术分析

3.1 专利申请概况

1)总体申请趋势

山阳特钢轴承钢相关专利经简单合并同族共有专利申请95件。图1为山阳特钢轴承钢专利申请量趋势图。由图1可得到其申请量趋势与其产品升级趋势相同,其三代产品存在三个专利申请波峰。

2)专利有效性分析

图2为山阳特钢轴承钢专利法律状态分布图,其早期专利因到期而失效占较高比例。

3)专利布局分析

同族专利数反映出申请人对这项专利申请的重视程度。如果某项专利申请的同族专利数量大,那么说明该专利申请进入了多个国家/地区,进入的国家/地区越多,需要的相关费用越高,该专利申请对申请人来说越重要,其希望获得更广泛的专利权保护。因此,同族专利数能从侧面反映出某一专利文献的重要程度。从山阳特钢申请的同族专利分布情况,其无同族的专利为57件,而2-4项同族的专利达32件,说明这些专利都在多个国家或在同一国家多个权利要求保护范围的进行了布局;5件以上同族专利5件。结合同族和目标国申请情况综合地可以看出山阳特钢近年来使用多同族的申请策略在多个国家进行了立体布局。同族最多的专利为CN1433484A,该专利保护一种高洁净度钢,其产品对应EP系列钢。

4)专利引证情况分析

专利引证信息能反映一项专利在某一个领域的影响力与价值,是反映技术信息的一个非常重要的方面,通过分析专利引证信息,可以筛选行业或竞争对手的核心技术、了解竞争对手对于核心技术的专利保护策略、评估对手做了何种改进、认识竞争对手的研究方向、发现潜在竞争对手、确定技术发展趋势具有重要的意义。图3反映了山阳特钢申请的专利被引用情况。从图中可以发现其整体被引用次数较多,与其市场技术地位相匹配。

3.2 山阳特钢专利技术分析

山阳特钢的轴承钢专利中,主要在于产品的有38项,主要在于方法、检测的有57项。

SNRP是一种优质清洁钢的精炼工艺。这项技术是山阳特钢独有的,可最大限度地减少钢中最大的夹杂物尺寸,从而发挥钢的固有性能。SNRP通过优化电弧炉熔炼和连续铸造的工艺,实现了钢的疲劳强度和可靠性的提高。图4为山阳特钢工艺、检测技术的相关专利分布图。

通过专利分析发现山阳特钢的专利申请存在以下特点:

一是山阳特钢在早期申请 中多以整个工艺过程进行申请保护,之后对具体改进工艺过程进行保护。

二是对于各工艺过程的具体研究中,研究重点在于炼钢初炼、二次精炼过程的较少,而涉及浇铸控制、轧制、热处理控制的较多。表明其能获得高质量轴承钢的生产过程中,重点关注或者起主要作用的是浇铸控制、轧制、热处理过程的控制。

三是通过对控制指标的具体研究中,发现夹杂物的具体控制、碳氮化钛的控制以及表面缺陷控制是其重点考察指标。四是研究中还发现检测技术也是其轴承钢领域的重要研究方向,取样、分析方法是轴承钢研发过程的重要抓手。

4.结语

一是山阳特钢对于 精炼、铸造、轧制、热处理各工艺步骤进行了详细研究,并对具体的改进工艺过程进行了保护。其专利申请覆盖夹杂物的尺寸、类型、分布的控制、碳氮化物的控制、表面缺陷的控制等众多考察指标,从不同维度进行了系统的专利布局。

二是通过专利分析,对企业在冶炼工艺、操作水平、控轧控冷工艺、参数控制等方面提供参考。

三是山阳特钢使用了各种非破坏性设备,包括超声波检测机,漏磁检测机和自动尺寸控制设备,还使用了检测样品中的氧化物夹杂物所引起的发射光谱等技术。

四是检测、评价方法是轴承钢重要研究内容,目前主流的测试方法包括超声检测与扫描电镜、疲劳测试等常规方法的组合使用。高质量的检测、评价方法对于轴承钢的研发、量产具有指导意义。

来源：《冶金管理》2021年16期

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