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陶瓷軸承的特性和應(yīng)用
2021-01-08 17:06:46 分類(lèi):陌貝視角
摘要:由于陶瓷材料位錯(cuò)少,遷移率低,且具有高的硬度,一般較金屬的硬度要高1倍多,能夠減少磨損,使得陶瓷軸承具有好的耐磨性。此外,氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度并不低,其抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度與金屬相當(dāng);而抗壓強(qiáng)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(qiáng)度和硬度,即使在1200℃時(shí)強(qiáng)度也基本保持不變。

1長(zhǎng)壽命

由于陶瓷材料位錯(cuò)少,遷移率低,且具有高的硬度,一般較金屬的硬度要高1倍多,能夠減少磨損,使得陶瓷軸承具有好的耐磨性。此外,氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度并不低,其抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度與金屬相當(dāng);而抗壓強(qiáng)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(qiáng)度和硬度,即使在1200℃時(shí)強(qiáng)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,因此,耐壓痕性好的陶瓷軸承通常具有更長(zhǎng)的壽命,一般較鋼制軸承提高3~5倍。

2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(shí)產(chǎn)生的熱量較小,可延長(zhǎng)潤(rùn)滑脂的壽命。

3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(guò)多的熱量聚集成疲勞剝落失效,有益于在溫度變化大的環(huán)境中使用。


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4耐蝕性

陶瓷性材料不活潑的化學(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(chǎng)合,如化工機(jī)械設(shè)備、食品、海洋等部門(mén)使用的機(jī)械以及原子能設(shè)備中的應(yīng)用。

5無(wú)磁性

在強(qiáng)磁環(huán)境中,使用鋼制軸承時(shí),從軸承本身磨損下來(lái)的微粉被吸附在滾動(dòng)體和滾道面之間,成為軸承提前剝落損壞、噪聲增大的主要原因,由于陶瓷軸承是完全非磁性,且具有正常的承載能力,所以可用于需要完全非磁性軸承的場(chǎng)合。

6絕緣性

陶瓷材料的常退電阻率比較高,可作為較好的絕緣材料,使軸承免遭電弧損傷。

7自潤(rùn)滑性

陶瓷軸承可實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑。

陶瓷軸承的應(yīng)用

陶瓷軸承具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無(wú)油自潤(rùn)滑、高轉(zhuǎn)速等特性??捎糜跇O度惡劣的環(huán)境及特殊工況,可廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、石油、化工、汽車(chē)、電子設(shè)備,冶金、電力、紡織、泵類(lèi)、醫(yī)療器械、科研和國(guó)防軍事等領(lǐng)域,是新材料應(yīng)用的高科技產(chǎn)品。

陶瓷軸承的套圈及滾動(dòng)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(kuò)大陶瓷軸承的應(yīng)用面。

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