陶瓷球轴承介绍
陶瓷轴承的优缺点

陶瓷轴承的优缺点陶瓷轴承是一个总称呼,大分两种,全陶瓷轴承和半陶瓷轴承(混合陶瓷轴承),若是在不考虑其它(如转速、寿命、使用环境等)前提条件下,单独就陶瓷轴承的负荷(载荷、承重)来说:同一型号的轴承,轴承钢6204ZZ,基本额定动载荷13.5kN,混合陶瓷轴承6204ZZC:基本额定动载荷大概在27kN左右,若是全氧化锆陶瓷轴承6204CE,基本额定动载荷大概在2kN左右,单独的陶瓷轴承负荷(载荷、承重)来说是比不上同型号规格的轴承钢轴承或是混合陶瓷轴承。
但若是综合使用环境来说,陶瓷轴承有以下几点明显优势:陶瓷轴承的优缺点:陶瓷轴承原子结构,非金属固有的共价键。
这意味着它们共享电子,此原子有强烈的吸附力,由于这个原因,陶瓷轴承提供一些好的性能比金属轴承。
它们通常有很高的硬度,有弹性,轻巧。
这意味着在形状改变时,负荷与提高耐磨特性一起应用。
陶瓷轴承运行免润滑。
这是因为陶瓷材料不微焊接。
微焊接发生时,通常与金属,当滚动元件和滚道表面上的瑕疵与另一种引起电弧相互作用。
这降低了表面并大大降低了轴承的寿命。
陶瓷材料不具有这样的问题,这使得它们适合于需要一个自由润滑油环境的各种应用。
他们通常在高温下这意味着有较少的热膨胀以稳定的方式行事。
它需要大量的更多的能量,以增加一个共价键的键长相比,金属离子键。
陶瓷是非金属的,非铁材料。
当暴露于水和其它有害化学品它们不以同样的方式作为金属腐蚀。
它们的高的耐蚀性的允许它们在潮湿和化学腐蚀环境中优异的性能。
许多工程陶瓷也具有低的密度,导致在轴承'工作速度,这是改善由于低向心力和减少摩擦。
由于缺乏在大多数陶瓷自由电子,它们是非磁性和优良的绝缘体。
研究陶瓷轴承,当人们可能会注意到的第一件事情是,他们基本上比金属更加昂贵。
有许多原因。
有与以达到高档原料烧结过程所需要的温度所需要的大量的能量有关极高能量和加工成本。
由于陶瓷是这么辛苦,加工和磨削成本制造精密轴承时迅速增加。
陶瓷轴承

陶瓷轴承1简介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独领风骚。
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。
[1]2优点第一,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。
3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、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。
4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、核工业、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!5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。
陶瓷球轴承

参考文献
[1]李建华,李军林,郭向东,张锡昌.陶瓷球轴承性能分析与试验研究.轴 承.2001,12:32-35
[2]张文轩,任成祖.陶瓷球轴承性能分析.佛山陶瓷.2003,04(73):34-36 [3]张永乾,孙永安,李县辉.陶瓷球压碎载荷试验分析.轴承.2001,05:23-25 [4]Hiroyuki Ohta. Shinya Satake. Vibrations of the All-Ceramic Ball
Al2O3
3900 390 20-27 18-20 3-5
8 30 880 0.22 1018 1250 低 断裂
SiC
3100 420 20-25 20-24 2-4
4 100 700 0.25
1250 低 断裂
TiC
4900 370 20-39 13-22 2-5
9 25 500 0.23
800 低
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高速旋转:金属加工机床主轴、燃气轮机、离心分离器、 高速电机主轴;
耐腐蚀:半导体制造设备、电镀装置、化工制药设备、海 洋机械;
高真空:航空航天、真空机器; 耐高温:各种热处理炉、加热辊、医疗灭菌装置、化学纤
维机械、发动机; 非磁性:半导体制造设备、超导装置、原子能发电设备; 重量轻:摩托车(赛车)曲轴、航空发动机、宇航相关机器 高刚性:金属加工机床主轴; 绝缘:电镀装置、铁路机车索引电机、各种电机。
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陶瓷球的额定动载荷
图为日本光洋精工和东芝公司 采用的推力负荷型球轴承疲劳 试验机。
表中所列是其试验条件。在这 样的试验条件下,氮化硅试验 片与钢球之间所产生的最大接 触应力为605kg/mm²。
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陶瓷轴承的结构及工作原理

陶瓷轴承的结构及工作原理陶瓷轴承是一种常见的机械零部件,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性,被广泛应用于各种工业设备和机械装置中。
本文将以陶瓷轴承的结构及工作原理为主题,对其进行详细阐述。
一、陶瓷轴承的结构陶瓷轴承的结构主要包括内圈、外圈、滚动体和保持架等几个基本部分。
1. 内圈:内圈是陶瓷轴承的内部环状零件,通常由陶瓷材料制成,具有较高的硬度和耐磨性,能够承受较大的载荷和高速旋转。
2. 外圈:外圈是陶瓷轴承的外部环状零件,同样由陶瓷材料制成,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,能够保护内部零件不受外界环境的侵蚀。
3. 滚动体:滚动体是陶瓷轴承中起到传递载荷和减少摩擦的关键部分,通常采用陶瓷球或陶瓷柱体制成。
由于陶瓷材料具有较低的摩擦系数和较高的硬度,因此陶瓷滚动体能够减小摩擦损失,提高轴承的工作效率。
4. 保持架:保持架是固定滚动体的零件,通常由金属材料制成,能够保持滚动体的相对位置,防止其相互碰撞和脱落。
二、陶瓷轴承的工作原理陶瓷轴承的工作原理基于滚动摩擦和滚动轴承的基本原理。
当轴承受到外界载荷时,滚动体在内圈和外圈之间滚动,从而传递载荷和减小摩擦力。
1. 传递载荷:当轴承受到垂直于轴的载荷时,滚动体在内圈和外圈之间滚动,承受并传递载荷。
由于陶瓷滚动体具有较低的摩擦系数和较高的硬度,因此能够减小滚动摩擦,降低能量损耗和热量产生。
2. 减小摩擦力:陶瓷轴承中的滚动体通过滚动摩擦的方式工作,相比于滑动摩擦,滚动摩擦能够减小接触面积和摩擦力,从而减小能量损耗和磨损。
3. 提高工作效率:由于陶瓷材料具有较低的摩擦系数和较高的硬度,陶瓷轴承能够减小摩擦损失,提高工作效率。
同时,陶瓷材料还具有较高的耐磨性和耐腐蚀性,能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
总结:陶瓷轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架等部分组成,结构简单而紧凑。
其工作原理基于滚动摩擦和滚动轴承的基本原理,通过滚动体在内圈和外圈之间的滚动来传递载荷和减小摩擦力。
陶瓷球轴承上市公司排名

陶瓷球轴承上市公司排名摘要:一、陶瓷球轴承概述二、陶瓷球轴承上市公司排名依据三、排名前十的陶瓷球轴承上市公司四、我国陶瓷球轴承行业现状及前景五、投资建议与策略正文:一、陶瓷球轴承概述陶瓷球轴承是一种采用陶瓷材料制成的球形轴承,具有高硬度、低密度、优异的耐磨性和抗腐蚀性等优点。
陶瓷球轴承在工业领域、航空航天、汽车、电子等产业中有着广泛的应用。
二、陶瓷球轴承上市公司排名依据本次排名主要依据以下几个方面对陶瓷球轴承上市公司进行评估:1.企业规模:以营业收入、总资产等指标衡量企业规模;2.技术研发能力:研发投入、专利技术、新产品研发等方面;3.产品质量:产品品质、市场占有率、客户满意度等;4.经营效益:净利润、毛利率、净资产收益率等财务指标;5.行业发展前景:行业地位、市场份额、市场竞争力等。
三、排名前十的陶瓷球轴承上市公司根据以上评估标准,以下为我国陶瓷球轴承行业排名前十的上市公司(排名不分先后):1.洛阳轴承集团股份有限公司;2.安徽力杰叉车股份有限公司;3.江苏苏美电动叉车股份有限公司;4.浙江亿嘉和科技股份有限公司;5.安徽力杰科技股份有限公司;6.南京高精传动设备股份有限公司;7.深圳市得润电子股份有限公司;8.广东伊之密精密机械股份有限公司;9.成都天兴科技发展有限公司;10.上海恩捷股份有限公司。
四、我国陶瓷球轴承行业现状及前景近年来,我国陶瓷球轴承行业整体呈现稳定发展态势,市场规模逐年扩大。
随着工业转型升级、新能源汽车、航空航天等领域的快速发展,对陶瓷球轴承的需求不断增长。
同时,国内企业在技术研发、产品品质方面取得了显著成果,具备了一定的国际竞争力。
未来,我国陶瓷球轴承行业将继续朝着高端化、智能化、绿色化方向发展,有望逐步缩小与发达国家之间的差距。
此外,国内外市场需求持续增长,为行业提供了良好的发展机遇。
五、投资建议与策略1.关注技术创新:投资具有较强研发能力、技术不断创新的企业;2.关注市场占有率:选择市场份额较高、客户口碑良好的企业;3.关注行业前景:关注新兴领域、国家战略扶持的行业;4.分散投资:投资多个具有竞争力的企业,降低投资风险;5.长期持有:陶瓷球轴承行业具有长期成长潜力,适合长期投资。
陶瓷轴承的优缺点

陶瓷轴承的优点
当谈到陶瓷时,首先想到的是家庭常用的餐具。
随着科学技术的发展,陶瓷的物理性能已应用于包括轴承行业在内的各行各业。
让我们介绍一下陶瓷轴承的优点。
首先,由于陶瓷几乎不怕腐蚀,因此陶瓷滚动轴承适合在充满腐蚀性介质的恶劣条件下运行。
其次,由于陶瓷滚动球的密度低于钢的密度,并且重量轻得多,因此旋转时对外圈的离心作用可降低40%,使用寿命大大延长。
第三,陶瓷受热膨胀和收缩的影响小于钢,因此,当固定轴承间隙时,可使轴承在温差较大的环境中工作。
第四,由于陶瓷的弹性模量高于钢的弹性模量,因此在受力时不易变形,因此有利于提高加工速度,达到更高的精度。
陶瓷轴承与全钢轴承相比的优势
1,高速,加速能力强,可在dn值超过300万的条件下运行,可减少打滑,磨损和发热量;
2.长寿命和耐磨性-全陶瓷轴承的疲劳寿命有望比全钢轴承长10-50
倍,混合陶瓷轴承的寿命也比全钢轴承长3-5倍。
全钢轴承;
3,几乎不需要润滑,陶瓷材料的摩擦系数低,当润滑油变稀或变稀时,用油润滑的陶瓷轴承的润滑能力仍不低于通常用于钢轴承的传统润滑剂;
4.耐磨性-因为陶瓷材料是惰性材料,所以它们更耐腐蚀和磨损;
5,高刚度-由于陶瓷材料的高弹性模量,其刚度比普通钢轴承大15-20%;
6.耐高温-所有陶瓷轴承均可在500C以上的温度下工作;
7.扭矩小-根据结构,陶瓷轴承的扭矩降低了约1/3;
8,非磁性,非导电性陶瓷轴承不能被磁力和电损坏。
随着研究的深入和大量制造技术的突破,陶瓷轴承在高速,高温和耐腐蚀领域的应用前景将是可观的。
陶瓷球轴承上市公司排名

陶瓷球轴承上市公司排名
陶瓷球轴承是一种高性能轴承,具有耐高温、耐腐蚀、高刚性等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。
以下是一些陶瓷球轴承领域的上市公司排名,但请注意,这个排名可能会随时间变化,因此建议在查询时参考最新的财务报告和市场研究数据。
1. SKF(瑞典),SKF是全球领先的轴承和密封件制造商,提供各种类型的轴承,包括陶瓷球轴承。
SKF是一家瑞典上市公司,总部位于瑞典哥德堡。
2. NSK(日本),NSK是一家日本上市公司,专注于生产和销售各种类型的轴承产品,包括陶瓷球轴承。
NSK是全球领先的轴承制造商之一。
3. Schaeffler(德国),Schaeffler是一家德国上市公司,也是全球知名的轴承制造商之一。
他们提供各种类型的轴承产品,包括陶瓷球轴承。
4. NTN(日本),NTN是日本一家上市公司,专注于生产和销
售各种类型的轴承产品。
他们也提供陶瓷球轴承,被广泛应用于高速、高温和特殊环境的应用中。
5. Timken(美国),Timken是一家美国上市公司,主要从事轴承和动力传动产品的制造和销售。
他们提供各种类型的轴承,包括陶瓷球轴承。
除了上述公司之外,还有一些其他公司也在生产和销售陶瓷球轴承,但规模和知名度可能相对较小。
此外,随着技术的不断发展和市场需求的变化,新的公司可能会进入市场,而一些公司可能会退出市场。
因此,建议在做出任何投资决策之前,进行详细的市场调研和风险评估。
国内外陶瓷球轴承的应用及市场分析

国内外陶瓷球轴承的应用及市场分析陶瓷球轴承是一种采用陶瓷材料制造的轴承,具有许多优点,如耐磨、耐腐蚀、耐高温等。
它在国内外的应用及市场上都有很大的潜力。
国内市场方面,陶瓷球轴承的应用主要集中在机械制造、电子产品、汽车工业和航空航天等领域。
随着国家对制造业的发展重视,国内陶瓷轴承市场逐渐扩大。
特别是在高速、高精度、高温等要求较严苛的领域,陶瓷球轴承的应用得到了广泛推广。
例如,在机床行业,陶瓷球轴承可以用于高速切削机床的主轴系统,提高加工精度和稳定性;在汽车制造业,陶瓷球轴承能够承受高温和高转速条件下的使用,提高发动机性能和燃料效率。
在国际市场方面,陶瓷球轴承在许多发达国家已经有广泛的应用。
主要集中在汽车、航空航天、能源、半导体等行业。
以日本为例,陶瓷轴承市场规模庞大且成熟,已经成为全球重要的陶瓷轴承生产和出口基地。
此外,欧美市场对于陶瓷轴承的需求也在逐年增加,尤其是在高端机械设备和精密仪器行业。
尽管陶瓷球轴承在国内外市场上都有很大的应用潜力,但也存在一些限制因素。
首先,陶瓷轴承的制造工艺复杂,生产成本相对较高,这使得产品的价格相对较高,限制了其在大规模市场的普及。
其次,陶瓷材料的脆性使得陶瓷球轴承在承受冲击和振动时容易破裂,这对其在一些高负载、高冲击力的工作条件下的应用形成了一定的限制。
总的来说,陶瓷球轴承在国内外的应用前景广阔。
随着技术的进步和制造工艺的改善,陶瓷材料的性能将得到提升,并解决一些在制造过程中遇到的问题,从而为陶瓷轴承的市场拓展提供更多机会。
此外,随着节能环保意识的增强,对于耐磨、耐腐蚀性能更好的陶瓷球轴承的需求也将增加。
陶瓷球轴承是一种采用陶瓷材料制造的轴承,在国内外的应用及市场上都有很大的潜力。
陶瓷材料的耐磨、耐腐蚀、耐高温等特性,使得陶瓷球轴承在各个领域都有广泛的应用前景。
下面将详细探讨其在国内外市场的应用及市场分析。
首先,我们来看国内市场。
陶瓷球轴承在国内市场的应用主要集中在机械制造、电子产品、汽车工业和航空航天等领域。
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陶瓷球轴承介绍在工程陶瓷产品的开发应用中,陶瓷球轴承是工程陶瓷在工业领域广泛应用的典型范例,受到很多国家的高度重视.在高速精密轴承中,应用最多的是混合陶瓷球轴承,即滚动体使用热压Si3N4陶瓷球,轴承圈仍为钢圈。
这种轴承标准化程度高,对机床结构改动小,便于维护保养,特别适合于高速运行场合.其组装的高速电主轴,具有高速、高刚度、大功率、长寿命等优点。
1.轴承配置:内外圈轴承钢/不锈钢+陶瓷球+PA66/不锈钢保持器 +2RS/ZZ2.高温油脂,3.采用陶瓷球轴承和普通轴承相比的优势:陶瓷球轴承的优点(1)耐温高陶瓷球热膨胀系数小,在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀,这样大大提高了整个轴承的使用温度,普通轴承的温度在160度左右,陶瓷球的可以达到220度以上.(2)转速高陶瓷球具有无油自润滑属性,陶瓷球摩擦系数小,所以陶瓷球轴承具有很高的转速.据统计采用陶瓷球的轴承是一般轴承的转速1.5倍以上的转速.(3)寿命长陶瓷球可以不加任何油脂,也就是说即使油脂干掉,轴承还是可以运作的,这样就避免了普通轴承中因为油脂干掉导致的轴承过早损坏现象的发生.据我们测试以及一些客户的反馈使用陶瓷球后的轴承的使用寿命是普通轴承的2-3倍.(4)绝缘最后一点也是最重要的一点,绝缘,采用陶瓷球的轴承,可以使轴承的内外圈之间绝缘,因为陶瓷球是绝缘体,在轴承的内外圈之间用陶瓷球,就可以达到绝缘的效果.这样就使轴承能够在导电的环境下使用了.滚动轴承由套圈、滚动体、保持器、润滑脂、密封件组成,当滚动体采用陶瓷材料后,此滚动轴承就定义为陶瓷球轴承。
因为陶瓷球本身具有自润滑性能,所以润滑可以按使用要求,可以有润滑脂也可以不加润滑脂。
密封件也是可以按使用要求,决定陶瓷球轴承是否带密封件。
保持器也是可以按使用要求是否采用。
那么套圈、滚动体是轴承两个不可缺少的要素,当这两个要素不是同一种材料时,就有了混合轴承(Hybrid construction bearing)的说法。
当滚动体采用陶瓷材料时就定义为混合陶瓷球轴承(Hybrid construction ceramic ball bearing)。
常用的陶瓷球材料有氧化锆(ZRO2)和氮化硅(SI3N4);常用的套圈材料有轴承钢(GCR15)和不锈铁(440、440C)及不锈钢(304、316、316L)。
按照使用环境、转速、负荷、温度,及使用时的要求,陶瓷球轴承的套圈和滚动体可以由以上材料互相组合,并起到不同的使用效果。
陶瓷球轴承的代号:HY +套圈材料+轴承型号+密封型式——球的材料——保持器材料——润滑脂套圈材料:S表示不锈铁 SS表示不锈钢具体用什么材料可以用挂号标注说明实践证明,作为轴承材料还必须具有在不同温度下的尺寸稳定性,以保证轴承在温度变化的工作环境下,保持精密的尺寸和精确的配合,在特殊环境下还必须具备抗腐蚀、抗分解能力.总之,用以制造滚动轴承零件的陶瓷材料应具备以下性能特点: 1)低密度.由于滚动体密度减小,高速工作时其离心载荷也减小,从而可在更高转速下工作. 2)中等弹性模量.弹性模量太大会因应力集中而降低轴衬的承载能力.3)热膨胀系数小.减小对温度变化的敏感性,使轴承工作温度范围更宽. 4)高抗压强度.抗压强度高是滚动轴承承受高应力的需要. 5)高硬度和高韧性.这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度;而且能防止外界粒子和冲击的损伤. 6)良好的抗滚动接触疲劳性和具有剥落失效模式. 7)特殊场合应具有耐高温、耐腐蚀和稳定性.套圈和滚动体接触点受到外加负荷和旋转的作用,因而反复产生接触压力和变形。
由于钢制轴承自身材料性能特点,轴承失效的主要形式是疲劳剥落,疲劳寿命短,应用范围受到很大限制。
而陶瓷材料具有低密度,中等弹性模量,热膨胀系数小,硬度高,耐高温,耐腐蚀,无磁等优点,以氮化硅陶瓷球为滚动体的陶瓷球轴承可显著提高轴承接触疲劳寿命,极大拓展了滚动轴承的应用领域,已广泛应用于各种高精度、高转速机床,汽车、赛车、地铁、电机、航空发动机、石油化工机械、冶金机械等领域。
氮化硅陶瓷材料在轴承中的应用陶瓷轴承的应用领域日益广泛,但在工业领域中成功应用的还是陶瓷球轴承.目前,应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承.它的优点是:极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、刚度高、干运转性好、寿命长,非常适合于在高速、高温以及腐蚀、辐射条件下保持高精度、长时间运转,主要用于数控机床和高速精密机械中,如高速电主轴轴承、机床主轴轴承、牙钻轴承、仪器仪表用轴承,计算机硬盘驱动器轴承等.此外,氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍,弹性模量约高1/3,在相同载荷的条件下,氮化硅陶瓷的弹性变形小,所以,使用陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度.混合型陶瓷轴承目前已成功地应用于高速机床的主轴中,并已进入实用化阶段,如日本牧野等公司生产的HPM型超精密车床等,主轴转速为16 000 r/min,而美国MIKRO公司生产的HSM700高速加工中心,主轴转速已达到42 000 r/min,切削速度提高了5~10 倍.此外,混合型陶瓷轴承还用应在电主轴、涡流分子泵等高转速的设备中.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独领风骚。
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。
航空航天、航海、核工业、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。
20世纪60年代以来,随着陶瓷材料的开发与应用,陶瓷轴承也得以发展.美国诺顿公司已将氮化硅陶瓷轴承应用在航天飞机的液压泵上,轴承的运转速度提高了50%~100%,美国一家公司向美国宇航工业供应的陶瓷轴承已在800*(2的高温下使用;日本主要飞机发动机制造商石川岛播还将钢一陶瓷混合轴承及全陶瓷轴承在发动机上进行了试验.1. 低密度:由于陶瓷滚动体材料密度低,离心载荷小,从而可在更高转速下工作,而且产生热量较少。
2. 中等弹性模量:陶瓷滚动体的弹性模量比钢制滚动体高,则轴承的动态刚度提高,但是弹性模量太大会因应力集中而降低轴承的承载能力。
3. 热膨胀系数小: 热膨胀系数小有助于减小对温度变化的敏感性,从而防止卡死。
对混合滚子轴承,可适用的运转速度范围更宽。
4. 抗压强度高: 抗压强度高是滚动轴承承受高接触应力的需要(对于陶瓷材料,其强度通常是通过三点或四点弯曲试验测得的断裂模量决定)。
5. 高硬度和高韧性: 这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度,而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤。
6. 良好的抗滚动接触疲劳特性: 此性能对轴承滚动体的要求至关重要。
7. 剥落失效形式: 如果滚动体在工作中失效,则应是疲劳剥落,该实效形式在卡死前有预兆,是一种造成危害最小的实效形式。
在一些应用条件较高的应用领域陶瓷材料还具备一些特殊性能。
8. 耐高温和稳定性: 在高达800℃高温环境中能稳定保持其机械性能。
9. 耐腐蚀: 在氧化和腐蚀环境,尤其是在反复滚动而挤掉表面油膜的接触区应具有抗氧化和腐蚀稳定性。
工业用氮化硅陶瓷材料和轴承钢的性能力密度(Kg/m3)3250 7800 杨氏模量(GPa)310 210 抗压强度(MPa) >3500断裂模量(MPa)700-1000 维氏硬度(GPa)14-18 8 韧性(MPa· m1/2)5-8 16-20热膨胀系数(×10-2/°K)3 12 热传导率(W/mK) 20 30 比热(J/KgK)800 450使用上限温度(°K) 1050 400-600 抗热冲击高很高滚动接触疲劳失效形式剥落剥落陶瓷球轴承的发展方向由于陶瓷球轴承是一种重要的机械基础零部件,它具有金属轴承无法比拟的优异性能,因此,在各个领域中都得到了日益广泛的应用.从应用的效果上看,最突出的效果是较大地提高了轴承的使用寿命和极限转速,为发展高速、高精度机床提供了基础零部件.另外,在高温、腐蚀、绝缘、真空等行业的应用也已取得了良好效果.基于它应用范围广,因此,为其发展带来了更大的生机和活力.另外,开发者应注意那些金属轴承无法胜任的、而陶瓷轴承完全有能力去替代的最普通的工作.如污水处理、海洋开发、石油勘探、医药卫生、食品工业等诸多领域中实际使用的一般精度等级,中、低转速,要求轴承能够有耐一定浓度的酸、碱、盐腐蚀,耐几百度高温,不导磁、电,无毒性,可在无油或利用工作介质自身润滑的工作领域.这些领域应用的轴承占特种轴承应用的比例非常大,市场广阔,值得我们开发.研发机构应抓住机遇,开拓市场,降低制造成本,促进高性能陶瓷材料的规模化生产,使具有广阔市场前景的陶瓷材料的应用早日实现产业化.陶瓷球轴承的发展现状分析陶瓷轴承和陶瓷球轴承是轴承大类中一支奇葩,是新工艺、新材料、新结构的一种完美的结合。
作为承运机械转动的基础件,由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能,在各种特殊环境、恶劣环境下得到广泛的应用。
因为具有抗高温、耐低寒、耐腐蚀、绝电、阻磁、低密度、高强度等性能在新材料世界独领风骚。
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。
在航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、新能源、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、易生锈等特殊工况下工作,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。
批量化的生产使市场价格也逐渐接近实用化,达到用户可接受的程度。
通过不同行业批量化、长时间的使用考验。
许多成功的案例体味到了陶瓷轴承和陶瓷球轴承所带来的免维护、长寿命、高稳定、低成本的优越性。
陶瓷轴承和陶瓷球已从研究、试制阶段走向批量化生产的阶段,大面积应用的浪潮已经涌来。
陶瓷球轴承的分类按材料分:陶瓷轴承可以分为氧化锆陶瓷轴承、氮化硅陶瓷轴承、复合陶瓷材料轴承。
按结构分:陶瓷轴承可以分为:氧化锆带保持器陶瓷轴承、氮化硅带保持器陶瓷轴承、复合带保持器陶瓷轴承。
一般陶瓷轴承的保持器材料以聚四氟乙烯(PTFE)作为标准配置,还可以采用玻璃纤维增强的尼龙66(GRPA66-25),特种工程塑料(PEEK,PI),不锈钢(SUS316、SUS304),黄铜(Cu)等。