一、成果简要说明 随着航空发动机性能的提升，主轴承向高速、高温和载荷多变方向发展已成为必然趋势，早期使用的GCr15轴承钢已经不能保证主轴承的服役要求。因此，航空发动机主轴轴承已经全部采用8Cr4Mo4V和G13Cr4Mo4Ni4V高温钢材料。8Cr4Mo4V材料在寿命500～1000小时，Dn<2.0×10^6mm.r/min以下可靠使用，对于寿命高于1000小时，Dn>2.0×10^6mmor/min的轴承则首选使用G13Cr4Mo4Ni4V高温渗碳钢，因此国防科工局于2009年批复《科工管【2010】751号--国防科工局关于航空发动机主轴轴承关键共性技术研究项目》中子课题五《SG13Cr4Mo4Ni4V、S8Cr4Mo4V热处理工艺研究》（JPPT-ZCGX1-1/3-4）开展针对高温材料的热处理工艺研究。 通过开展G13Cr4Mo4Ni4V高温渗碳轴承钢制轴承渗碳热处理工艺优化，在保留材料原有高疲劳寿命、高韧性、异性结构加工工艺性等优势的前提下，使其工作表面硬度达到与8Cr4Mo4V材料相当的60～64HRC，同时形成合理硬度梯度，使套圈剪切应力作用区处于有效渗层范围内，固化渗碳、热处理工艺路线和参数指标，满足主机异性结构、长寿命、高可靠性的使用需求。 开展相关性能考核对优化渗碳热处理工艺效果进行验证，期间发现G13Cr4Mo4Ni4V材料抗磨粒磨损能力差的问题，针对所发现的问题，确定磨损机理，建立磨损模型，提出解决措施：在套圈引导面上采用沉积的方式增加制备TiN硬质抗磨涂层。针对轴承使用环境特点，对影响轴承性能及可靠性的TiN制备温度、表面显微硬度、结合力、颗粒度等指标进行研究控制。 通过成品轴承的试验和试车考核，验证了G13Cr4Mo4Ni4V渗碳热处理优化有效提升轴承寿命及使用后的精度保持能力，TiN涂层可彻底解决G13Cr4Mo4Ni4V引导表面磨粒磨损的问题。 二、推广转化前景及效益预测 G13Cr4Mo4Ni4V套圈真空低压脉冲式渗碳与TiN硬质抗磨涂层已经成功制备并应用到XX-20发动机№4支点轴承上，№4支点轴承已在试验器上完成3000h耐久试验，随发动机完成性能、适航、断油、900h加速试车考核，各项验证后轴承状态良好。2016年12月13日，中国航发哈轴召开"航空发动机主轴轴承TiN抗磨涂层技术应用评审会"，会议认为该项技术需在其余长寿命、高可靠性异形结构轴承上进行技术推广。 该项目开展研制之前G13Cr4Mo4Ni4V材料仅在XX-20等少数几个项目中尝试使用，项目研制成功后，现已在XX-10、XX-15、XX-20、XX7000、FTA、FTB、CJ1000A、CJ2000、XX-8等众多军机、民机、燃机等型号发动机轴承上推广应用。该项目的研究从整体上提高航空发动机及燃气轮机轴承研制过程中的质量和可靠性，提高航空发动机主轴轴承国产化率，在军用及民用市场上均具有广阔的应用前景和推广价值。 鉴于上述G13Cr4Mo4Ni4V材料应用的必然性，中国航发哈轴目前百余型G13Cr4Mo4Ni4V材料轴承均开始采用该项目相关技术，该技术的开发和应用，有效解决了G13Cr4Mo4Ni4V渗碳钢材料因引导面磨损导致的早期轴承失效问题，大幅度提高G13Cr4Mo4Ni4V渗碳钢材料轴承的寿命及使用可靠性。中国航发哈轴应用该项技术的轴承百余型，年增产值约7000万元，同时该项技术的工程化应用为用户节省了大量的零件更换成本及人工成本，减少了发动机拆装次数，整体提高发动机的系统可靠性。

中国航发哈尔滨轴承有限公司

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