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陶瓷轴承的特性和应用
2021-01-08 17:06:46 分类:陌贝视角
摘要:由于陶瓷材料位错少,迁移率低,且具有高的硬度,一般较金属的硬度要高1倍多,能够减少磨损,使得陶瓷轴承具有好的耐磨性。此外,氮化硅陶瓷的机械强度并不低,其抗拉强度和抗弯强度与金属相当;而抗压强度极高,大约是金属材料的5~7倍,尤其是在高温条件下,仍能保持高的强度和硬度,即使在1200℃时强度也基本保持不变。

1长寿命

由于陶瓷材料位错少,迁移率低,且具有高的硬度,一般较金属的硬度要高1倍多,能够减少磨损,使得陶瓷轴承具有好的耐磨性。此外,氮化硅陶瓷的机械强度并不低,其抗拉强度和抗弯强度与金属相当;而抗压强度极高,大约是金属材料的5~7倍,尤其是在高温条件下,仍能保持高的强度和硬度,即使在1200℃时强度也基本保持不变,在有异物混入的情况下,陶瓷球很少产生剥落失效,因此,耐压痕性好的陶瓷轴承通常具有更长的寿命,一般较钢制轴承提高3~5倍。

2低发热

由于氮化硅陶瓷材料的摩擦系数较小,大约是标准轴承钢的30%,所以与金属材料相比,氮化硅陶瓷的导热性能较差,因此陶瓷轴承工作时产生的热量较小,可延长润滑脂的寿命。

3低热膨胀

氮化硅陶瓷的热膨胀系数大约是轴承钢的20%,因此陶瓷轴承随温度变化的尺寸变化量小,且产生的热预载较低,从而避免了过多的热量聚集成疲劳剥落失效,有益于在温度变化大的环境中使用。


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4耐蚀性

陶瓷性材料不活泼的化学特性,使陶瓷轴承具有一定的耐腐蚀性能,因此,陶瓷轴承可用于钢制轴承由于缺乏耐化学性而提前失效的所有应用场合,如化工机械设备、食品、海洋等部门使用的机械以及原子能设备中的应用。

5无磁性

在强磁环境中,使用钢制轴承时,从轴承本身磨损下来的微粉被吸附在滚动体和滚道面之间,成为轴承提前剥落损坏、噪声增大的主要原因,由于陶瓷轴承是完全非磁性,且具有正常的承载能力,所以可用于需要完全非磁性轴承的场合。

6绝缘性

陶瓷材料的常退电阻率比较高,可作为较好的绝缘材料,使轴承免遭电弧损伤。

7自润滑性

陶瓷轴承可实现自润滑。

陶瓷轴承的应用

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、电子设备,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,有氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(Sic)三种。保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66,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。

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