普通轴承钢AISI52100(GCr15)、 不锈钢 AISI440(9Cr18)、氮化硅(Si3N4)和氧化 锆 ( ZrO2 )四种轴承材料性能对照情况,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、超强度等在新材料世界一马当先。近十多年来,在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。
基本概况
第一,由于陶瓷几乎不怕腐蚀,所以,陶瓷 滚动轴承 适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业。
第二,由于陶瓷滚动小球的密度比钢低,重量更要轻得多,因此转动时对外圈的 离心 作用可降低40%,进而使用寿命大大延长。
第三,陶瓷受 热胀冷缩 的影响比钢小,因而在轴承的间隙一定时,可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。
第四,由于陶瓷的 弹性模量 比钢高,受力时不易变形,因此有利于提高工作速度,并达到较高的精度。
主要用途
陶瓷轴承具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性。可用于极度恶劣的环境及特殊工况,可广泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、汽车、 汽车传感器 ,冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等领域,是新材料应用的 高科技 产品。
陶瓷轴承的套圈及 滚动体 采用全 陶瓷材料 ,有 二氧化锆 (ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、 碳化硅 ( 碳化硅 )三种。 保持器 采用聚四氟乙烯、 聚己二酰己二胺 ,聚醚酰亚氨,氧化锆、氮化硅, 不锈钢 或特种航空铝制造,从而扩大陶瓷轴承的应用面。
应用领域
医疗器械、低温工程、光学仪器、高速 机床 、 高速电机 、印刷机械、食品加工机械。
在航空航天、航海、 中核集团 、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、食品、 机车 、地铁、高速机床及科研国防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,陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。
随着加工技术的不断进步,工艺水平的日益提高,陶瓷轴承的成本不断下降,已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用,逐步推广到 国民经济 各个工业领域,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!
用途分类
1. 高速轴承 :具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、 摩擦系数 小等优点,可应用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中;
2.耐高温轴承:材料本身具有耐高温度1200℃,且自润滑好,使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可应用在炉窑,制塑、制钢等高温设备中;
3.耐腐蚀轴承:材料本身具有耐腐蚀的特性,可应用在 强酸 、 强碱 、 无机化合物 、 有机盐 、海水等领域,如: 电镀设备 ,电子设备,化工机械、船舶制造、医疗器械等。
4.防磁轴承:因无磁,故不吸粉尘,可减少轴承表面剥落,从而减小了运行噪声。可用在 退磁 设备。 精密仪器 等领域。
5.电绝缘轴承:因 电阻率 高,可免 电弧 损伤轴承,可用在各种要求绝缘的电力设备中。
6.真空轴承:因 陶瓷材料 独具的无油自润滑特性,在超高真空环境中,可克服普通轴承无法实现润滑之难题。注:以上五种类别轴承,同一套轴承可应用到高温、高速、酸碱、 磁场 、非绝缘中,但因材料性能有所不同(请参阅稀土陶瓷材料性能表)故请客户选择产品时,根据自己所应用的场合,来挑选材料最适合的陶瓷轴承。
材料分类
氧化锆
全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨耐腐蚀、无油自润滑、耐高温耐高寒等特点,可用于极度恶劣环境及特殊工况。套圈及 滚动体 采用 二氧化锆 ( ZrO2 ) 陶瓷材料 , 保持器 使用 PTFE工程塑料 (PTFE)作为标准配置,一般也可使用 玻璃钢 增强的 聚己二酰己二胺 (RPA66-25), 特种工程塑料 (PEEK,PI), 不锈钢 (AISISUS316), 黄铜 (Cu)等。
氮化硅
氮化硅全陶瓷轴承套圈及滚动体采用氮化硅(Si3N4)陶瓷材料,一般也可使用RPA66-25,PEEK,PI,以及 酚醛 夹布 电木粉 管等。SiN4制全陶瓷轴承相比较ZrO2材料可适用于更高转速及负荷能力,以及适用于更高的环境温度。同时可提供用于高速高精度高刚性 主轴 的精密陶瓷轴承,最高制造精度达P4至UP级。
满装球
满装球型全陶瓷轴承一面带添球缺口,因采用无 保持架 结构设计,可以比标准结构的轴承装入多的 陶瓷球 ,从而提高其负荷能力,另外还可避免因保持架材料的限制,可达到陶瓷保持架型全陶瓷轴承耐腐蚀及耐温效果。该系列轴承不适宜较高转速,安装时应注意将缺口面装于不承受轴向负荷的一端。
混合
陶瓷球特别是 氮化硅陶瓷球 具有低密度、高硬度、低 摩擦系数 ,耐磨、自润滑及刚性好等特点,特别适合做高速、高精度及长寿命 混合陶瓷球轴承 的 滚动体 (内外圈为金属)。一般内外圈采用轴承钢(GCr15)或 不锈钢 (AISI440C),陶瓷球可选用ZrO2,Si3N4,或 碳化硅 材料。
等级分类
深沟球轴承
(技术等级为:P4、P5、P6、P0)深沟球轴承,最具代表性的 滚动轴承 ,用途广泛,可承受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合或钢质轴承所不能应用的高温、高寒、腐蚀、 磁场 、非绝缘等领域。
调心球轴承
调心球轴承的外圈滚道呈球面,自动调心,可补充不同心度和轴 挠度 造成的误差。用于产生轴与外壳的不同心或轴挠曲部位及高温、低寒、腐蚀、磁场非绝缘等要求的调心部位。注:倾斜度不能超过3度。
单列角接触球轴承
(技术等级为:P4、P5、P6、P0)角接触轴承适用于高速及高精度旋转,在高温、磁场、水中等不影响其精度,并可承受合成负荷。标准的 接触角 为15°、30°和40°,接触角越大轴向负荷能力越大,接触角越小轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。一般采取成对安装。请在选购时加以注意。
单向推力球轴承
单向推力球轴承,是由带有球滚动滚道的垫圈形套圈和组装着球的 保持架 组成。可以承受轴向负荷,但不能承受径向负荷。