氮化硅材料在陶瓷球軸承中的應(yīng)用分析

時(shí)間：2024-10-04作者：華瓷聚力（廈門）新材料有限公司瀏覽：5

氮化硅陶瓷球軸承相比于常規(guī)軸承，具有許多*特的優(yōu)點(diǎn)和區(qū)別。首先，氮化硅陶瓷球軸承的原子結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出非金屬元素典型的共價(jià)鍵特性。這種共價(jià)鍵的存在，意味著原子間通過共享電子的方式緊密結(jié)合，形成強(qiáng)大的吸附力。正因如此，陶瓷球軸承在某些性能上顯著**金屬軸承。其硬度較高，同時(shí)具備一定的彈性，整體結(jié)構(gòu)輕巧。當(dāng)球軸承受到外力作用發(fā)生形變時(shí)，其負(fù)荷能力與耐磨性會(huì)同步提升，為使用場(chǎng)景提供了較優(yōu)秀的適應(yīng)性。




氮化硅陶瓷球軸承在運(yùn)行時(shí)*潤滑，這得益于陶瓷材料不會(huì)發(fā)生微焊接的特性。微焊接通常發(fā)生在金屬與金屬之間，當(dāng)滾動(dòng)元件和滾道表面上的微小瑕疵與另一種材料相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電弧，從而降低表面質(zhì)量并顯著縮短軸承壽命。而陶瓷材料則不受此問題影響，因此非常適合于需要無潤滑油環(huán)境的各種應(yīng)用場(chǎng)景。此外，陶瓷球軸承在高溫下也能表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能，因?yàn)樵黾庸矁r(jià)鍵的鍵長需要比金屬離子鍵更多的能量，這意味著陶瓷球軸承具有較少的熱膨脹。




陶瓷是一種非金屬、非鐵質(zhì)的材料，其耐腐蝕性遠(yuǎn)勝于金屬。當(dāng)暴露于水和其他有害化學(xué)品時(shí)，陶瓷不會(huì)像金屬那樣發(fā)生腐蝕。這種高度的耐蝕性使得陶瓷在潮濕和化學(xué)腐蝕環(huán)境中表現(xiàn)出色。此外，許多工程用陶瓷還具有低密度特性，這有助于提高軸承的工作速度，減少向心力，進(jìn)而降低摩擦。由于陶瓷材料中缺乏自由電子，它們是非磁性的，并具有優(yōu)良的絕緣性能。然而，需要注意的是，陶瓷軸承的成本通常**金屬軸承，這主要有多種原因。盡管如此，陶瓷軸承在特定應(yīng)用中的**性能仍然值得考慮。




陶瓷軸承的生產(chǎn)涉及多個(gè)復(fù)雜且成本高昂的步驟。首先，達(dá)到高檔原料燒結(jié)所需的高溫需要消耗巨大的能量，這直接導(dǎo)致了高昂的加工成本。陶瓷的堅(jiān)硬性質(zhì)使得在制造精密軸承時(shí)的加工和磨削成本顯著增加。這些過程必須在清潔的環(huán)境中由熟練勞動(dòng)力完成，因?yàn)樘沾蓪?duì)雜質(zhì)較為敏感，任何污染物都可能導(dǎo)致其過早失效。




隨著陶瓷尺寸的增加，價(jià)格呈指數(shù)級(jí)上升，這主要是因?yàn)榧庸し椒ǖ囊蠛统杀径枷鄳?yīng)提高。例如，為了克服生坯中的溫度梯度，需要在較大體積上均勻施加壓力，這導(dǎo)致了較高的機(jī)器成本和較慢的燒結(jié)過程。然而，盡管陶瓷軸承具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其承載能力相對(duì)較低，并且對(duì)熱沖擊敏感。熱沖擊是指材料內(nèi)部溫度梯度導(dǎo)致的不同膨脹，這可能會(huì)引發(fā)內(nèi)部應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力**過材料的承受能力時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致裂紋形成。這些因素都是陶瓷軸承在應(yīng)用時(shí)需要考慮的重要因素。
陶瓷軸承在達(dá)到高品質(zhì)表面光潔度方面存在挑戰(zhàn)，盡管它們可以被研磨至Ra 0.1的表面光潔度，從而實(shí)現(xiàn)P5精度等級(jí)。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)可以對(duì)卡特陶瓷軸承進(jìn)行較高精度的加工。綜合考慮，陶瓷軸承的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
氮化硅陶瓷球軸承優(yōu)點(diǎn)：1、耐高溫性能優(yōu)越；2、優(yōu)良的絕緣特性；3、耐腐蝕性強(qiáng)；4、適用于無潤滑環(huán)境。


氮化硅陶瓷球軸承缺點(diǎn)：1、加工難度大；2、制造成本高。




氮化硅陶瓷球軸承與常規(guī)金屬軸承之間存在幾個(gè)顯著的區(qū)別：1、疲勞壽命：全陶瓷軸承的疲勞壽命可以比全鋼軸承高出10至50倍，而混合陶瓷軸承的壽命也能比全鋼軸承高出3至5倍。這意味著陶瓷軸承的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)追趕金屬軸承。2、摩擦系數(shù)與潤滑能力：陶瓷軸承的摩擦系數(shù)較低，因此在潤滑油變稀或缺少的情況下，其潤滑能力仍然不**鋼軸承常用的傳統(tǒng)潤滑劑。這增強(qiáng)了陶瓷軸承在較端條件下的性能。3、鋼性與剛性：陶瓷軸承的鋼性**金屬軸承，其彈性模量高，使得其剛性比普通鋼軸承高出15-20％。這一特性使得陶瓷軸承在承受高負(fù)荷和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)較加穩(wěn)定。4、耐腐磨性：與金屬軸承相比，陶瓷軸承較加耐腐磨。其材料特性使其具有優(yōu)異的耐腐蝕和耐磨性，特別適用于惡劣環(huán)境和要求高度耐用的應(yīng)用。




這些區(qū)別使得陶瓷軸承在特定的工作條件下，如高溫、高速、高負(fù)荷或腐蝕性環(huán)境中表現(xiàn)出色，而金屬軸承則可能無法勝任這些任務(wù)。

華瓷聚力（廈門）新材料有限公司專注于氮化硅軸承球,陶瓷混合軸承,氮化硅滾動(dòng)體等

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