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普通軸承鋼AISI52100(GCr15)、不鏽鋼AISI440(9Cr18)、氮化硅(Si3N4)和氧化鋯(ZrO2)四種軸承材料性能對照情況,如圖。

1簡介

陶瓷軸
陶瓷軸承
承作為一種重要的機械基礎件,由於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。

2優點

第一,由於陶瓷幾乎不怕腐蝕,所以,陶瓷滾動軸承適宜於在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業。
第二,由於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。
第三,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。
第四,由於陶瓷的彈性模量比鋼高,受力時不易變形,因此有利於提高工作速度,並達到較高的精度。

3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。可用於極度惡劣的環境及特殊工況,可廣泛應用於航空、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採用全陶瓷材料,有氧化鋯(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(Sic)三種。保持器採用聚四氟乙烯、尼龍66,聚醚醯亞氨,氧化鋯、 氮化硅,不鏽鋼或特種航空鋁製造,從而擴大陶瓷軸承的應用面。

4應用領域

醫療器械、低溫工程、光學儀器、高速機床、高速電機、印刷機械、食品加工機械。
在航空航天、航海、核工業、石油、化工、輕紡工業、機械、冶金、電力、食品、機車、地鐵、高速機床及科研國防軍事技術等領域需要在高溫、高速、深冷、易燃、易爆、強腐蝕、真空、電絕緣、無磁、干摩擦等特殊工況下工作,陶瓷軸承不可或缺的替代作用正在被人們逐漸地認識。
隨著加工技術的不斷進步,工藝水平的日益提高,陶瓷軸承的成本不斷下降,已經從過去只在一些高、精、尖領域小範圍內應用,逐步推廣到國民經濟各個工業領域,產品市場價格也逐漸接近實用化,達到用戶可接受的程度,陶瓷軸承大面積應用的浪潮已經湧來!

5用途分類

(1)、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、摩擦係數小等優點,可應用在12000轉/分-75000轉/分的高速主軸及其它高精度設備中;
(2)、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;
(3)、耐腐蝕軸承:材料本身具有耐腐蝕的特性,可應用在強酸、強鹼、無機、有機鹽、海水等領域,如:電鍍設備,電子設備,化工機械、船舶製造、醫療器械等。
(4)、防磁軸承:因無磁不吸粉塵,可減少軸承提前剝落、雜訊大等。可用在退磁設備。精密儀器等領域。
(5)、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。
(6)、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。 註:以上五種類別軸承,同一套軸承可應用到高溫、高速、酸鹼、磁場、非絕緣中,但因材料性能有所不同(請參閱稀土陶瓷材料性能表)故請客戶選擇產品時,根據自己所應用的場合,來挑選材料最適合的陶瓷軸承。

6材料分類

氮化硅全陶瓷軸承
陶瓷軸承
氮化硅全陶瓷軸承套圈及滾動體採用氮化硅(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材料可適用於更高轉速及負荷能力,以及適用於更高的環境溫度。同時可提供用於高速高精度高剛性主軸的精密陶瓷軸承,最高製造精度達P4至UP級。
混合陶瓷球軸承
陶瓷軸承
陶瓷球特別是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦係數,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)。一般內外圈採用軸承鋼(GCr15)或不鏽鋼(AISI440C),陶瓷球可選用ZrO2,Si3N4,或SiC材料。

7等級分類

調心球軸承
陶瓷軸承
調心球軸承的外圈滾道呈球面,自動調心,可補充不同心度和軸撓度造成的誤差。用於產生軸與外殼的不同心或軸撓曲部位及高溫、低寒、腐蝕、磁場非絕緣等要求的調心部位。註:傾斜度不能超過3度。
單向推力球軸承
單向推力球軸承,是由帶有球滾動滾道的墊圈形套圈和組裝著球的保持架組成。可以承受軸向負荷,但不能承受徑向負荷。

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