陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎件,由于其具有金屬軸承所無法比擬的優良性能,抗高溫、超強度等在新材料世界獨領風騷。近十多年來,在國計民生的各個領域中得到了日益廣泛的應用。陶瓷軸承的優點
1、由于陶瓷幾乎不怕 腐蝕,所以,陶瓷滾動軸承適宜于在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業。
2、由于陶瓷滾動小球的密度比鋼低,重量更要輕得多,因此轉動時對外圈的離心作用可降低40%,進而使用壽命大大延長。
3、陶瓷受熱脹冷縮的影響比鋼小,因而在軸承的間隙一定時,可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環境中工作。
4、由于陶瓷的彈性模量比鋼高,受力時不易變形,因此有利于提高工作速度,并達到較高的精度。
用途分類
高速軸承:具有耐寒性、受力彈性小、抗壓力大、導熱性能差、自重輕、摩擦系數小等優點,可應用在12000轉/分-75000轉/分的高速主軸及其它高精度設備中;
耐高溫軸承:材料本身具有耐高溫度1200℃,且自潤滑好,使用溫度在100℃-800℃間不產生因溫差造成的膨脹。可應用在爐窯,制塑、制鋼等高溫設備中;
耐腐蝕軸承:材料本身具有耐腐蝕的特性,可應用在強酸、強堿、無機、有機鹽、海水等領域,如:電鍍設備,電子設備,化工機械、船舶制造、醫療器械等。
防磁軸承:因無磁不吸粉塵,可減少軸承提前剝落、噪聲大等。可用在退磁設備。精密儀器等領域。
電絕緣軸承:因電阻力高,可免電弧損傷軸承,可用在各種要求絕緣的電力設備中。
真空軸承:因陶瓷材料獨具的無油自潤滑特性,在超高真空環境中,可克服普通軸承無法實現潤滑之難題。
材料和等級劃分
材料
氧化鋯:全陶瓷軸承具抗磁電絕緣、耐磨耐腐蝕、無油自潤滑、耐高溫耐高寒等特點, 可用于極度惡劣環境及特殊工況。套圈及滾動體采用氧化鋯(ZrO2)陶瓷材料,保持器使用聚四氟乙烯(PTFE)作為標準配置,一般也可使用玻璃纖維增強的尼龍66(RPA66-25),特種工程塑料(PEEK,PI),不銹鋼(AISISUS316),黃銅(Cu)等。
氮化硅:氮化硅全陶瓷軸承套圈及滾動體采用氮化硅(Si3N4)陶瓷材料,一般也可使用RPA66-25,PEEK,PI,以及酚醛夾布膠木管等。SiN4制全陶瓷軸承相比較ZrO2材料可適用于更高轉速及負荷能力,以及適用于更高的環境溫度。同時可提供用于高速高精度高剛性主軸的精密陶瓷軸承,最高制造精度達P4至UP級。
滿裝球:滿裝球型全陶瓷軸承一面帶添球缺口,因采用無保持架結構設計,可以比標準結構的軸承裝入多的陶瓷球,從而提高其負荷能力,另外還可避免因保持架材料的限制,可達到陶瓷保持架型全陶瓷軸承耐腐蝕及耐溫效果。該系列軸承不適宜較高轉速,安裝時應注意將缺口面裝于不承受軸向負荷的一端。
混合:陶瓷球特別是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系數,耐磨、自潤滑及剛性好等特點,特別適合做高速、高精度及長壽命混合陶瓷球軸承的滾動體(內外圈為金屬)。一般內外圈采用軸承鋼(GCr15)或不銹鋼(AISI440C),陶瓷球可選用ZrO2,Si3N4,或SiC材料。
主要用途
陶瓷軸承具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無油自潤滑、高轉速等特性。可用于極度惡劣的環境及特殊工況,可廣泛應用于航空、航天、航海、石油、化工、汽車、電子設備,冶金、電力、紡織、泵類、醫療器械、科研和國防軍事等領域,是新材料應用的高科技產品。
陶瓷軸承的套圈及滾動體采用全陶瓷材料,有氧化鋯(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(Sic)三種。保持器采用聚四氟乙烯、尼龍66,聚醚酰亞氨,氧化鋯、 氮化硅,不銹鋼或特種航空鋁制造,從而擴大陶瓷軸承的應用面。