Hvorfor keramiske kugler af siliciumnitrid er så nyttige i lejer

Keramiske kugler af siliciumnitrid er 25% lettere end stål og har en overlegen ydeevne. De er ikke-magnetiske, modstandsdygtige over for korrosion og selvsmørende, så de er nemme at betjene. Desuden er de ikke-ledende, så de kan endda bruges ved højere temperaturer!

CMRF er en effektiv metode til efterbehandling af overfladen på Si3N4-keramikkugler. Denne tilgang sikrer glatte kugler, samtidig med at poleringssporene spredes jævnt ud.

Karakteristika

Siliciumnitrid skiller sig ud fra andre metaller ved, at det kan omdannes til hårde keramiske kugler uden at deformeres eller gå i stykker. Det gør si3n4-keramiske kugler særligt anvendelige i f.eks. lejer.

Si3n4-keramiske kugler kombinerer hårdhed med lethed og lav friktionskoefficient for større alsidighed end stållejer med hensyn til drift ved højere hastigheder uden at producere overdreven varme, hvilket forlænger komponenternes levetid som følge heraf.

Modstandsdygtighed over for korrosion er en anden vigtig egenskab ved si3n4-keramiske kugler, hvilket betyder, at de kan modstå selv barske miljøer uden at blive påvirket af fugt eller syrer. Denne egenskab gør lejerne endnu mere pålidelige.

Siliciumnitrid har også et højt elasticitetsmodul, hvilket gør det nemt for deformerede dele at vende tilbage til formen, hvis de deformeres - en egenskab, der gør siliciumnitrid til et fremragende materialevalg til mekaniske systemer, der kræver præcis nøjagtighed.

ZYS si3n4 keramiske kugler fremstilles ved spraytørringsgranulering, netstøbning, GPS HIP-sintringsproces og præcisionsslibning for at producere ekstremt ensartede kuglestørrelser og sfærisk præcision, der overgår branchens præstationsstandarder i præstationsstandarder. Vores præcision giver os mulighed for at levere produkter af høj kvalitet til lejeindustrien.

Anvendelser

Siliciumnitridkeramik er et ideelt materialevalg til højtydende lejeapplikationer på grund af deres overlegne styrke- og hårdhedsegenskaber, der gør dem i stand til at modstå slid, korrosion, ekstreme temperaturer og kemisk inerti; derudover har de kemiske og elektriske isoleringsegenskaber, samtidig med at de også er kemisk inerte. Deres iboende materialeegenskaber reducerer også slid og friktion og forlænger de mekaniske systemers levetid.

Si3n4-keramiske kugler anvendes oftest i hybrid- eller fuldkeramiske kuglelejer, som bruges i værktøjsmaskiner, pumper og andet udstyr, der kræver højtydende lejer med præcisionstolerancer. På grund af deres lave massefylde, støjniveau og hurtige driftshastigheder er de ideelle til krævende arbejdsmiljøer.

Siliciumnitridkeramik skabes gennem en række processer, herunder spraytørringsgranulering, kold isostatisk presning, præcisionsstøbning, GPS HIP-sintring og avancerede slibeteknikker. Disse processer gør det muligt at opnå G5-præcision (GB/T308 2002) og klasse 1-materialekvalitet. Under visse forhold kan disse motorer fungere uden behov for smøring; dette reducerer vedligeholdelseskravene og eliminerer potentielle kilder til forurening med smøremiddelforurening. Desuden giver materialets iboende egenskaber modstandsdygtighed over for korrosion, så de kan fungere selv i barske miljøer. HIP-sintring kan være særligt fordelagtigt i barske kemiske miljøer. HIP-sintring producerer kugler af overlegen kvalitet med større hårdhed og ensartethed end konventionelle slibemetoder, hvilket eliminerer overfladefejl som huller og ridser, der forårsager fejl i keramik. Når keramikken er sintret, gennemgår den yderligere behandling, herunder præcisionsslibning og polering.

Produktion

Siliciumnitrid er et ideelt materiale til cykellejer på grund af dets lave massefylde og rotationsinerti, som forbedrer ydeevnen og effektiviteten. Desuden har denne keramik fremragende elektriske isoleringsegenskaber og er korrosionsbestandig. For at producere keramiske kugler skal producenterne først spraytørre deres råmateriale for at reducere partikelstørrelsen; efterfølgende trin omfatter kold isostatisk trykstøbning, netstørrelsesstøbning, GPS HIP-sintringsproces, præcis slibning og forarbejdning; i sidste ende når de klasse 1-nøjagtighed i deres slutprodukt.

Fremstilling af keramiske kugler er en kompliceret proces, der kræver præcis slibning og polering for at opnå de bedste resultater. Dette er især afgørende for hjul med større diameter, som kan have betydelig mekanisk inerti eller friktionstab; desuden skal deres overflader være fri for ridser eller urenheder, der kan hindre korrekt ydeevne.

Forskere fra Stanford Advanced Materials (SAM) har udviklet en innovativ magnetorheologisk klyngepoleringsteknologi. Ved at kombinere ultralydsvibrationer med mekanisk bearbejdning har denne tilgang vist sig at være effektiv til at øge effektiviteten ved polering af keramiske kugler, samtidig med at deres overfladekvalitet og formnøjagtighed opretholdes.

Registrering af fejl

Ultralydsresonansspektroskopi giver en ikke-destruktiv testmetode til siliciumnitridkeramiske lejekugler ved hjælp af ultralydsresonansspektroskopi. Denne testteknik kan fremkalde sfæriske vibrationer i keramiske kugler og registrere dem over et bredt frekvensområde, hvilket giver oplysninger om deres elastiske parametre samt potentielle overfladedefekter som huller og ridser.

Under fremstillingsprocessen er keramiske kuglers overflader modtagelige for skader, der kan påvirke hårdheden og brudstyrken. Defekter kan opstå på grund af slibe-/lappartikler, der bruges under slibning/lappning, eller interne defekter under sintring; deres sværhedsgrad kan vurderes ud fra længde, dybde, form eller andre kriterier såsom forholdet mellem længde/dybde/form; pitdefekter, sliddefekter, ridsefejl og snefnugsdefekter kan alle spille en rolle.

For at maksimere detektionseffektiviteten af disse defekter er der skabt et maskinsynsbaseret inspektionssystem. Billeder af defekter indsamlet med hjælp fra systemet behandles derefter gennem en algoritme, der anvender forbedrede homomorfe filtre til at filtrere konvolutionsstøj og nogle blandede signaler samt stationær wavelet-inversion og adaptive ikke-lineære forbedringsteknikker til at forbedre billeder af defekter. Denne tilgang har høj detektionsnøjagtighed på tværs af enhver størrelse eller type defekt, samtidig med at den er meget omkostningseffektiv - perfekt til brug på forskellige produkter!