陶瓷球热膨胀系数小,在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀,这样大大提高了整个轴承的使用温度,普通轴承的温度在160度左右,陶瓷球的可以达到220度以上。
陶瓷球具有无油自润滑属性,陶瓷球摩擦系数小,所以陶瓷球轴承具有很高的转速.据统计采用陶瓷球的轴承是一般轴承的转速1.5倍以上的转速。
寿命长
陶瓷球可以不加任何油脂,也就是说即使油脂干掉,轴承还是可以运作的,这样就避免了普通轴承中因为油脂干掉导致的轴承过早损坏现象的发生.据我们测试以及一些客户的反馈使用陶瓷球后的轴承的使用寿命是普通轴承的2-3倍。
绝缘
采用陶瓷球的轴承,可以使轴承的内外圈之间绝缘,因为陶瓷球是绝缘体,在轴承的内外圈之间用陶瓷球,就可以达到绝缘的效果.这样就使轴承能够在导电的环境下使用了.滚动轴承由套圈、滚动体、保持器、润滑脂、密封件组成,当滚动体采用陶瓷材料后,此滚动轴承就定义为陶瓷球轴承。
在工业领域中成功应用的还是陶瓷球轴承.应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承.它的优点是:极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、刚度高、干运转性好、寿命长,非常适合于在高速、高温以及腐蚀、长时间运转,主要用于数控机床和高速精机械中,如高速电主轴轴承、机床主轴轴承、牙钻轴承、仪器仪表用轴承,计算机硬盘驱动器轴承等.此外,氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍,弹性模量约高1/3,在相同载荷的条件下,氮化硅陶瓷的弹性变形小,所以,使用陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度.
混合型陶瓷轴承已成功地应用于高速机床的主轴中,并已进入实用化阶段,如日本牧野等公司生产的HPM型**精车床等,主轴转速为16 000 r/min,而美国MIKRO公司生产的HSM700高速加工中心,主轴转速已达到42 000 r/min,切削速度提高了5~10 倍.此外,混合型陶瓷轴承还用应在电主轴、涡流分子泵等高转速的设备中.
陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件,由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能,抗高温、度等在新材料世界*领风骚。近十多年来,在国计民生的各个领域中得到了日益的应用。航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、食品、机车、地铁、高速机床及科研军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦等特殊工况下工作,产品市场价格也逐渐接近实用化,达到用户可接受的程度,陶瓷轴承大面积应用的浪潮已经涌来。
20世纪60年代以来,随着陶瓷材料的开发与应用,陶瓷轴承也得以发展.美国诺顿公司已将氮化硅陶瓷轴承应用在航天飞机的液压泵上,美国一家公司向美国宇航工业供应的陶瓷轴承已在800*(2的高温下使用;日本主要飞机发动机制造商石川岛播还将钢一陶瓷混合轴承及全陶瓷轴承在发动机上进行了试验.
1. 低密度:由于陶瓷滚动体材料密度低,离心载荷小,从而可在较高转速下工作,而且产生热量较少。
2. 中等弹性模量:陶瓷滚动体的弹性模量比钢制滚动体高,则轴承的动态刚度提高,但是弹性模量太大会因应力集中而降低轴承的承载能力。
3. 热膨胀系数小: 热膨胀系数小有助于减小对温度变化的敏感性,从而防止卡死。对混合滚子轴承,可适用的运转速度范围较宽。
4. 抗压强度高: 抗压强度高是滚动轴承承受高接触应力的需要(对于陶瓷材料,其强度通常是通过三点或四点弯曲试验测得的断裂模量决定)。
5. 高硬度和高韧性: 这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度,而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤。
6. 良好的抗滚动接触疲劳特性: 此性能对轴承滚动体的要求至关重要。
7. 剥落失效形式: 如果滚动体在工作中失效,则应是疲劳剥落,该实效形式在卡死前有预兆,是一种造成危害小的实效形式。 在一些应用条件较高的应用领域陶瓷材料还具备一些特殊性能。
8. 稳定性: 在高达800℃高温环境中能稳定保持其机械性能。
9. 在氧化和腐蚀环境,尤其是在反复滚动而挤掉表面油膜的接触区应具有抗氧化和腐蚀稳定性。
工业用氮化硅陶瓷材料和轴承钢的性能力
密度(Kg/m3) 3250 7800 杨氏模量(GPa) 310 210 抗压强度(MPa) >3500
断裂模量(MPa) 700-1000 维氏硬度(GPa) 14-18 8 韧性(MPa· m1/2) 5-8 16-20
热膨胀系数(×10-2/°K) 3 12 热传导率(W/mK) 20 30 比热(J/KgK) 800 450
使用上限温度(°K) 1050 400-600 抗热冲击 高 很高 滚动接触疲劳失效形式 剥落 剥落
萍乡金瑞新材料有限公司生产基地位于瓷都江西腊市东洲工业园区,是一家集研发、生产、销售、施工为一体的重点企业。公司主要生产氧化锆珠、氧化铝研磨球。2015年,公司和国内高校合作,引进氧化锆研磨介质生产线,成为国内氧化锆研磨介质生产制造的企业之一,并陆续*生产了95锆珠、80锆珠、65锆珠、复合锆珠等多种低磨耗研磨珠。 规格尺寸有0.05mm、0.1mm、0.2mm到20mm等多种规格,可用于砂磨机、篮式研磨机、球磨机、新能源行业、油漆、涂料、色浆、护肤品行业研磨分散和镜面抛光。