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轴承用理想材料

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-17  浏览次数:0 选择视力保护色:

[摘要]轴承信息港调查队获悉:轴承应用范围越来越广,对轴承的性能要求也越来越高,尤其是在一些特殊工作环境下,金属轴承无法适应需求

 轴承信息港调查队获悉:轴承应用范围越来越广,对轴承的性能要求也越来越高,尤其是在一些特殊工作环境下,金属轴承无法适应需求,甚至完全无法工作。而陶瓷材料因具有密度小、弹性模量高、线膨胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能,成为高速制造精密轴承的理想材料。
  
  烧轴瓦:如果选用的润滑油质量不好,或者选用的润滑油黏度不对,润滑效果就不好。而油压过低、发动机缺油、冷却系统故障等又可以引起发动机过热。在这种情况下高速运转,就容易将INA轴承烧坏,俗称“烧瓦”。另外,如果使用了劣质机油滤芯或者没有按时更换机油滤芯,还会使杂质夹在其间,造成“烧瓦”。
  
  如果润滑油的清洁分散性不好,长期使用后就会在活塞环周围产生积炭,而积炭严重时就可以造成活塞环卡死或者折断。
  
  如果润滑油的抗磨损性能不好,就会使活塞环和气缸之间的磨损加剧,油环刮油作用减弱,使机油进入燃烧室参加燃烧,产生排气管冒蓝烟的现象。如果发动机的密封不好、气门挡油环失效等也会造成机油渗漏,同样会加快机油的消耗。
  
  一、氮化硅陶瓷的优点和特性
  
  虽然氮化硅在工业陶瓷中不是最硬的,韧性也不是最高的,但是在要求高性能的轴承应用中,氮化硅被认为具有最佳的机械物理综合特性。下面来看一下,氮化硅与其它轴承材料相比的优异之处。
  
  5种轴承材料性能对比
  
  耐热性
  
  一般钢制的轴承使用温度超过120℃时,硬度就会降低,滚动寿命也会下降。而氮化硅具有很好的温度特性,特别适用于高温环境。
  
  离心力
  
  氮化硅的密度约为3.24×103kg/m3,而轴承钢的密度约为7.8×103kg/m3,仅为轴承钢密度的40%左右,所以当滚动体使用轴承时,轴承在高速旋转时能够抑制因离心力作用引起的滚动体载荷的增加。
  
  线膨胀系数
  
  氮化硅的线膨胀系数大约是轴承钢的1/4,所以随温度变化的尺寸变化量小,故有益于在温度变化大的环境中使用。
  
  硬度、弹性系数、泊松比
  
  因为氮化硅的弹性系数大约是轴承钢的1.5倍,所以相对载荷的弹性变形小,相对载荷的钢性较高。
  
  耐腐蚀、无磁性、绝缘性
  
  化工机械设备、食品、海洋等部门使用的机器,采用钢制轴承时,其腐蚀就是个问题。在强磁环境中,使用钢制轴承,从轴承本身磨损下来的微粉被吸附在滚动体和滚动面之间,这将成为轴承提早剥落损坏和噪声增大的主要原因。
  
  二、氮化硅陶瓷轴承的制备
  
  氮化硅陶瓷轴承制备过程
  
  氮化硅陶瓷粉末的制取
  
  轴承零件用氮化硅粉末要求具有以下重要特性:纯度高;高均匀而细的颗粒;α相含量高。最符合此要求的制备氮化硅粉末的方法为碳热还原氮化法,其反应式为:3SiO2+6C+2N2=Si3N4+6CO,此种方法得到的粉末含金属杂质较少,纯度高,颗粒细,α相含量高,符合轴承零件用材的要求。
  
  氮化硅陶瓷轴承相关部件成型
  
  氮化硅陶瓷轴承相关部件的制备方法很多,如反应烧结法、热压烧结法、无压烧结法、二次反应烧结法。为了获得完全致密的氮化硅材料,采用热等静压法比较理想。
  
  氮化硅陶瓷轴承相关部件加工
  
  轴承信息港调查队获悉:氮化硅陶瓷轴承相关部件的加工基本与轴承钢材部件加工相似,磨削机理基本相同。但是由于氮化硅的各种性能与钢材的性能存有较大的差异,所以在机械加工中磨削工具、加工系数、研磨混合剂等均有相当大的差别,各工序对于磨料的粒度、种类、形状、数量、强度、破碎特性、磨损特性等要求均有所不同。目前使用的磨料主要有碳化硅、碳化硼、金刚石粉等。
  
  氮化硅陶瓷轴承的装配
  
  一般滚动轴承是由四种主要零件组成的,即外圈、内圈、滚动体及保持架。由于滚动轴承有十大类之多,不同类型的轴承采用的保持架形式各不相同,因此轴承的装配方式也不尽相同。
  
  氮化硅陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件,由于其具有其他轴承所无法比拟的优良特性,在新材料世界独领风骚。近年来,其在航空航天、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,氮化硅陶瓷轴承不可缺少的替代作用正在被人们逐渐地认识。轴承信息港调查队获悉

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