王良猷　趙義強(qiáng)　閆蕾　王敏　李海麗  

前言

軸承鋼是特鋼產(chǎn)品中要求最為嚴(yán)格及檢驗(yàn)項(xiàng)目最多的鋼種,軸承鋼主要用來制造滾動軸承的滾動體、套圈,以及某些工模具、精密量具等。日本山陽特鋼、瑞典OVAKO生產(chǎn)的軸承鋼質(zhì)量水平在一定程度上代表了當(dāng)今世界軸承鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的最高水平。

1.國內(nèi)外軸承鋼技術(shù)現(xiàn)狀

日本山陽特鋼主要通過降低氧含量來減少夾雜物;瑞典OVAKO則在超低氧含量的前提下,重點(diǎn)控制夾雜物的尺寸、形狀和分布。

表1　為國內(nèi)外軸承鋼主要質(zhì)量指標(biāo)對比表

表2　為國內(nèi)外軸承鋼企業(yè)主要產(chǎn)品及工藝流程

2.山陽特鋼軸承鋼系列產(chǎn)品

山陽特鋼建立先進(jìn)的軸承鋼生產(chǎn)工藝,其產(chǎn)品系列開發(fā)歷程如下:

上世紀(jì)1980年代-高純凈度鋼主要側(cè)重點(diǎn):高硬度和耐磨損性,出色的疲勞壽命,軸承鋼,減少夾雜物數(shù)量,生產(chǎn)工藝:電爐-精煉爐-脫氣-垂直鑄機(jī),代表產(chǎn)品系列SP鋼。

上世紀(jì)1990年代-超高純凈度鋼主要側(cè)重點(diǎn):更高疲勞強(qiáng)度,鋼中夾雜物最大大小控制,生產(chǎn)工藝:SNRP技術(shù),代表產(chǎn)品系列EP鋼。

2018年-極超純凈度鋼主要側(cè)重點(diǎn):夾雜物的應(yīng)力、變性,大型夾雜物出現(xiàn)頻率,種類、數(shù)量、比例控制,生產(chǎn)工藝:SURP技術(shù),代表產(chǎn)品系列Premium J2鋼。

3.山陽特鋼軸承鋼專利技術(shù)分析

3.1 專利申請概況

1)總體申請趨勢

山陽特鋼軸承鋼相關(guān)專利經(jīng)簡單合并同族共有專利申請95件。圖1為山陽特鋼軸承鋼專利申請量趨勢圖。由圖1可得到其申請量趨勢與其產(chǎn)品升級趨勢相同,其三代產(chǎn)品存在三個(gè)專利申請波峰。

2)專利有效性分析

圖2為山陽特鋼軸承鋼專利法律狀態(tài)分布圖,其早期專利因到期而失效占較高比例。

3)專利布局分析

同族專利數(shù)反映出申請人對這項(xiàng)專利申請的重視程度。如果某項(xiàng)專利申請的同族專利數(shù)量大,那么說明該專利申請進(jìn)入了多個(gè)國家/地區(qū),進(jìn)入的國家/地區(qū)越多,需要的相關(guān)費(fèi)用越高,該專利申請對申請人來說越重要,其希望獲得更廣泛的專利權(quán)保護(hù)。因此,同族專利數(shù)能從側(cè)面反映出某一專利文獻(xiàn)的重要程度。從山陽特鋼申請的同族專利分布情況,其無同族的專利為57件,而2-4項(xiàng)同族的專利達(dá)32件,說明這些專利都在多個(gè)國家或在同一國家多個(gè)權(quán)利要求保護(hù)范圍的進(jìn)行了布局;5件以上同族專利5件。結(jié)合同族和目標(biāo)國申請情況綜合地可以看出山陽特鋼近年來使用多同族的申請策略在多個(gè)國家進(jìn)行了立體布局。同族最多的專利為CN1433484A,該專利保護(hù)一種高潔凈度鋼,其產(chǎn)品對應(yīng)EP系列鋼。

4)專利引證情況分析

專利引證信息能反映一項(xiàng)專利在某一個(gè)領(lǐng)域的影響力與價(jià)值,是反映技術(shù)信息的一個(gè)非常重要的方面,通過分析專利引證信息,可以篩選行業(yè)或競爭對手的核心技術(shù)、了解競爭對手對于核心技術(shù)的專利保護(hù)策略、評估對手做了何種改進(jìn)、認(rèn)識競爭對手的研究方向、發(fā)現(xiàn)潛在競爭對手、確定技術(shù)發(fā)展趨勢具有重要的意義。圖3反映了山陽特鋼申請的專利被引用情況。從圖中可以發(fā)現(xiàn)其整體被引用次數(shù)較多,與其市場技術(shù)地位相匹配。

3.2 山陽特鋼專利技術(shù)分析

山陽特鋼的軸承鋼專利中,主要在于產(chǎn)品的有38項(xiàng),主要在于方法、檢測的有57項(xiàng)。

SNRP是一種優(yōu)質(zhì)清潔鋼的精煉工藝。這項(xiàng)技術(shù)是山陽特鋼獨(dú)有的,可最大限度地減少鋼中最大的夾雜物尺寸,從而發(fā)揮鋼的固有性能。SNRP通過優(yōu)化電弧爐熔煉和連續(xù)鑄造的工藝,實(shí)現(xiàn)了鋼的疲勞強(qiáng)度和可靠性的提高。圖4為山陽特鋼工藝、檢測技術(shù)的相關(guān)專利分布圖。

通過專利分析發(fā)現(xiàn)山陽特鋼的專利申請存在以下特點(diǎn):

一是山陽特鋼在早期申請 中多以整個(gè)工藝過程進(jìn)行申請保護(hù),之后對具體改進(jìn)工藝過程進(jìn)行保護(hù)。

二是對于各工藝過程的具體研究中,研究重點(diǎn)在于煉鋼初煉、二次精煉過程的較少,而涉及澆鑄控制、軋制、熱處理控制的較多。表明其能獲得高質(zhì)量軸承鋼的生產(chǎn)過程中,重點(diǎn)關(guān)注或者起主要作用的是澆鑄控制、軋制、熱處理過程的控制。

三是通過對控制指標(biāo)的具體研究中,發(fā)現(xiàn)夾雜物的具體控制、碳氮化鈦的控制以及表面缺陷控制是其重點(diǎn)考察指標(biāo)。四是研究中還發(fā)現(xiàn)檢測技術(shù)也是其軸承鋼領(lǐng)域的重要研究方向,取樣、分析方法是軸承鋼研發(fā)過程的重要抓手。

4.結(jié)語

一是山陽特鋼對于 精煉、鑄造、軋制、熱處理各工藝步驟進(jìn)行了詳細(xì)研究,并對具體的改進(jìn)工藝過程進(jìn)行了保護(hù)。其專利申請覆蓋夾雜物的尺寸、類型、分布的控制、碳氮化物的控制、表面缺陷的控制等眾多考察指標(biāo),從不同維度進(jìn)行了系統(tǒng)的專利布局。

二是通過專利分析,對企業(yè)在冶煉工藝、操作水平、控軋控冷工藝、參數(shù)控制等方面提供參考。

三是山陽特鋼使用了各種非破壞性設(shè)備,包括超聲波檢測機(jī),漏磁檢測機(jī)和自動尺寸控制設(shè)備,還使用了檢測樣品中的氧化物夾雜物所引起的發(fā)射光譜等技術(shù)。

四是檢測、評價(jià)方法是軸承鋼重要研究內(nèi)容,目前主流的測試方法包括超聲檢測與掃描電鏡、疲勞測試等常規(guī)方法的組合使用。高質(zhì)量的檢測、評價(jià)方法對于軸承鋼的研發(fā)、量產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

來源：《冶金管理》2021年16期

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