中國粉體網(wǎng)訊  在現(xiàn)代工業(yè)中，高溫、低溫、高速、強腐蝕、真空、無磁、絕緣、免維護等苛刻環(huán)境下，傳統(tǒng)金屬材質(zhì)軸承球無法滿足使用要求，而氮化硅等陶瓷軸承具有長壽命、耐高溫、耐腐蝕和超高速等優(yōu)異的綜合性能，可廣泛應(yīng)用于航空航天、核能、冶金、石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域。

氮化硅陶瓷軸承的優(yōu)點

高速

陶瓷材料的重量僅為同等鋼材重量的40%，密度小這一特點，可實現(xiàn)軸承的輕量化和高速化，使得陶瓷軸承在高速旋轉(zhuǎn)時能夠抑制因離心力作用引起的滾動體載荷的增加和打滑。

高剛性

氮化硅陶瓷的彈性模量比金屬高得多，是金屬的1.5倍，因而受力后的彈性變形小，相對載荷的剛性高，從而減輕了機床的振動。

耐磨性

由于陶瓷材料位錯少、遷移率低，且具有高硬度，一般較金屬的硬度要高1倍多，能夠減少磨損，使得陶瓷軸承具有良好的耐磨性。

機械強度高

氮化硅陶瓷的抗拉強度和抗彎強度與金屬相當(dāng)；而抗壓強度極高，大約是金屬材料的5~7倍，尤其是在高溫條件下，仍能保持高的強度和硬度，即使在1200℃ 時強度也基本保持不變，在有異物混入的情況下，陶瓷球很少產(chǎn)生剝落失效。

低發(fā)熱

由于氮化硅陶瓷材料的摩擦系數(shù)較小，大約是標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼的30%，所以與金屬材料相比，氮化硅陶瓷的導(dǎo)熱性能較差，因此陶瓷軸承工作時產(chǎn)生的熱量較小，可延長潤滑脂的壽命。

低熱膨脹

氮化硅陶瓷的熱膨脹系數(shù)大約是軸承鋼的20％，因此陶瓷軸承隨溫度變化的尺寸變化量小，且產(chǎn)生的熱預(yù)載較低，從而避免了過多的熱量聚集而引起疲勞剝落失效，有益于在溫度變化較大的環(huán)境中使用。

耐腐蝕

陶瓷材料不活潑的化學(xué)特性，使陶瓷軸承具有一定的耐腐蝕性能，因此，陶瓷軸承可用于鋼制軸承由于缺乏耐化學(xué)性而提前失效的所有應(yīng)用場合，如在化工機械設(shè)備、食品、海洋等部門使用的機械以及原子能設(shè)備中的應(yīng)用。

無磁性

在強磁環(huán)境中，使用鋼制軸承，從軸承本身磨損下來的微粉被吸附在滾動體和滾動面之間，這將成為軸承提早剝落損壞和噪聲增大的主要原因。而陶瓷軸承不具有磁性，可用于需要完全非磁性的場合。

絕緣性

陶瓷材料的電阻率比較高，可作為較好的絕緣材料，使軸承免遭電弧損傷。

5種軸承材料性能對比

陶瓷軸承的應(yīng)用

高速領(lǐng)域

一般認(rèn)為，在軸承dm·n值低于2×106mm.r.min-1外圈接觸力應(yīng)低于2000MPa時使用鋼制軸承能夠滿足要求，在軸承dm·n值要求更高特別是軸承外圈接觸應(yīng)力高于2000MPa時，只有陶瓷球軸承才能滿足極高速度的要求。

機床主軸軸承

加工機床特別是加工中心，以提高加工效率和加工精度為目的而要求高速化，陶瓷軸承的應(yīng)用使機床主軸軸承的轉(zhuǎn)速特性值dm·n值油氣潤滑條件下達到2×106mm.r.min-1以上、脂潤滑條件下達到1×106mm.r.min-1而且摩擦特性、溫升特性、剛度等得到極大改善，在機床主軸中廣泛應(yīng)用。

極限溫度環(huán)境

一是高溫軸承。全陶瓷軸承采用固體潤滑，可在500~1000℃下可靠工作，如烘箱和熱處理設(shè)備軸承等，熔融鹽及熔融金屬設(shè)備軸承等�；旌咸沾奢S承可使軸承在200℃~400℃下長期工作，如熱風(fēng)裝置軸承，外球面軸承座及外球面軸承等；二是低溫軸承：利用陶瓷良好的摩擦特性，用于低溫環(huán)境，在-180℃以下穩(wěn)定工作，如液氧泵軸承。

腐蝕環(huán)境

利用陶瓷良好的耐腐蝕特性，使得陶瓷軸承可以用于多種腐蝕環(huán)境，在腐蝕環(huán)境

下長時間工作。如化工設(shè)備、食品加工設(shè)備、自行車等室外運動裝備等。

絕緣、磁性環(huán)境

利用陶瓷的絕緣和非磁性特性，陶瓷軸承用于電動機和發(fā)電機等存在電蝕的場合，以及用于存在磁性需要軸承良好轉(zhuǎn)動的場合。如電力機車、風(fēng)電設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。

航空、航天領(lǐng)域

隨著各國對航空航天器向尖端方向發(fā)展，航空航天器的工作條件越來越苛刻，有些場合金屬材料已經(jīng)不能滿足要求，甚至不能使用，各國已經(jīng)在航空航天領(lǐng)域較多的采用陶瓷軸承，如飛機燃氣輪機主軸軸承，宇航裝備軸承等。

參考資料：

李婷.陶瓷軸承應(yīng)用開啟市場藍海 產(chǎn)業(yè)競爭發(fā)展風(fēng)頭正勁

肖艷.陶瓷軸承及其應(yīng)用與開發(fā)趨勢

徐學(xué)敏.陶瓷軸承球的應(yīng)用和生產(chǎn)加工

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