Siliciumnitrid-kuglelejer

Siliciumnitridkuglelejer er blevet den foretrukne løsning til højpræcisionskugleapplikationer, der kræver korrosionsbestandighed og antimagnetiske egenskaber, sammen med lavere friktion end stållejer, hvilket reducerer energitab og varmeproduktion og gør, at de kan arbejde ved højere temperaturer.

De er kemisk inerte og modstandsdygtige over for korrosionsmiljøer som gasturbiner og fremstilles gennem avancerede kemiske reaktioner ved hjælp af spraytørringsgranulering, kold isostatisk presning, støbning i nettostørrelse og GPS HIP-sintringsprocesser ledsaget af højeffektiv formaling for effektiv produktion.

Fremragende korrosionsbestandighed

Keramiske kugler af siliciumnitrid har en imponerende kemisk modstandsdygtighed over for de fleste syrer, baser og salte - hvilket betyder, at de forbliver ubeskadigede i miljøer, som hurtigt ville nedbryde stålkuglelejer - hvilket i høj grad øger deres anvendelighed og udstyrets levetid.

Keramik bevarer sin styrke og hårdhed under høje temperaturer i modsætning til mange andre materialer, som nedbrydes eller smelter ved højere temperaturer. Det gør dem perfekte til applikationer, der kræver ekstremt varme komponenter som gasturbiner eller elektriske motorer.

Fuldkeramiske lejer og hybridkeramiske lejer har lave lineære udvidelseskoefficienter, hvilket holder deres lejer stive og stabile, når de udsættes for vibrationer eller belastning. Desuden forhindrer deres fremragende dimensionsstabilitet låsning på grund af temperaturvariationer eller andre fysiske ændringer, hvilket hjælper udstyret med at forblive i drift med minimalt energitab.

Sammenlignet med stållejer er keramiske lejer lettere i vægt og har højere stivhed, hvilket hjælper med at reducere centrifugalkraften og samtidig øge rotationen ved højere hastigheder for at øge udstyrets effektivitet. Keramiske lejer har også reduceret friktion, hvilket minimerer energitab og opvarmning. Det kan hjælpe med at minimere nedetid, støj- og vibrationsniveauer og vedligeholdelsesomkostninger, mens deres selvsmørende egenskaber eliminerer behovet for eksterne smøremidler og dermed forurening fra sådanne medier.

Fremragende elektrisk isoleringsevne

Kugler af siliciumnitrid (Si3N4) anvendes ofte i hybridlejer for at give en stærk elektrisk isolering, der forhindrer lysbuer i kontaktzonen og reducerer dyre reparationer og nedetid på grund af den elektriske strøm, der flyder gennem dem. Denne funktion er især vigtig i applikationer med trækkraftmotorer til elektriske køretøjer, hvor fejl på grund af elektrisk strøm kan medføre dyre reparationer og forårsage dyr nedetid for reparationer og nedetidsomkostninger.

Si3N4 keramisk materiale kan modstå miljøer med høje temperaturer uden at bukke under for korrosion, modstå korrosion af kemisk procesudstyr samt havtryk uden at miste styrke eller holdbarhed. Desuden gør dets ikke-magnetiske egenskaber det velegnet til medicinsk udstyr som MR-maskiner, hvor magnetiske materialer kan forstyrre billeddannelsesprocessen.

Siliciumnitrids lavere massefylde gør det ideelt til at lette tunge samlinger uden at gå på kompromis med hårdhed eller slidstyrke, samtidig med at det forbliver præcist selv i miljøer med hurtige temperaturændringer.

Selvom disse egenskaber ved keramik kan være gavnlige, har de en tendens til at være mere skøre end stål, hvilket kan øge tidlig udmattelse og forkorte lejernes levetid. For at imødekomme denne bekymring bruger ingeniører avancerede modelleringsværktøjer, der beregner kontaktspændinger mellem rullende elementer og hærdede løbebaner; disse gør det muligt for designere at tage højde for mikrostrukturelle interaktionsniveauer for at øge estimaterne for, hvornår lejer vil nå udmattelsesgrænser.

Fremragende brudstyrke

Siliciumnitridkeramik har en enestående brudstyrke, når de udsættes for langvarig belastning, hvilket gør dem meget modstandsdygtige over for revnedannelse og et ideelt valg til applikationer, der genererer vibrationer. Kombineret med andre fordele ved disse keramer bidrager deres enestående sejhed væsentligt til deres evne til at modstå tunge belastninger og ugunstige forhold.

Disse helt keramiske kuglelejer har fremragende korrosionsbestandighed og ikke-magnetisk ydeevne, hvilket gør dem velegnede til miljøer med stærke syrer eller baser, vand eller saltopløsninger, marine applikationer samt højvakuummiljøer på grund af lave afgasningsniveauer.

De har lavere varmeudvidelse end zirkoniumoxid, hvilket gør dem velegnede til miljøer, hvor temperaturvariationer kan forstyrre nøjagtigheden. Desuden er disse materialer modstandsdygtige over for ætsning og rustdannelse.

Disse egenskaber gør kuglelejer af siliciumnitrid til et fremragende valg til mange industrielle anvendelser, fra MR-scannere, der bruger stærke magnetfelter til at generere to- eller tredimensionelle billeder af levende væv, til udstyr til fremstilling af halvledere. Deres enestående ydeevne hjælper med at sænke vedligeholdelses- og udskiftningsomkostningerne, samtidig med at de forbedrer effektiviteten og minimerer nedetiden, mens hybridlejer, der bruger hybridkomponenter af keramik og kulstof, overvinder begrænsningerne i disse materialer.

Fremragende hårdhed

Siliciumnitrid er et af de hårdeste industrielle keramikmaterialer, hvilket gør det til et fremragende materiale til lejekomponenter. Siliciumnitrid er meget hårdere end lejestål og har vist imponerende bæreevne uden at blive deformeret eller svigte på grund af stress eller deformation. Desuden har kugler af siliciumnitrid en modstandsdygtighed over for udmattelse ved rullende kontakt, der kan sammenlignes med aluminiumoxid- og zirkoniumdioxidlejer, hvilket gør disse kugler velegnede til anvendelser, hvor traditionelle metallejer svigter på grund af udmattelse.

Siliciumnitridkeramikkens lave vægt reducerer centrifugalkræfter og friktion, hvilket forbedrer effektiviteten og forlænger lejernes levetid. Desuden forbliver deres hårdhed og kemiske inerti ved ekstremt høje temperaturer - ideelt til miljøer, hvor metalkugler kan nedbrydes hurtigt - mens deres elektriske isoleringsegenskaber forhindrer elektriske lysbuer, der kan skade motorer eller udstyr.

CoorsTek fremstiller præcisions-Cerbec-kugler til en lang række anvendelser og specifikationer, lige fra mikrolejer i tandlægebor til store lejer i vindmøller. På vores anlæg opnås dette via en effektiv proces, der omfatter spraytørringsgranulering, kold isostatisk presning og præcisionsstøbning, efterfulgt af GPS HIP-sintring og højeffektiv slibning. Alt dette resulterer i et højtydende leje, der er betydeligt bedre end traditionelle stålkugler, og som er velegnet til udfordrende anvendelser. Vores keramiske kugleprodukter kan modstå op til 99% højere belastninger end konventionelle keramiske kugler, mens de stadig har en overlegen overfladefinish og rundhed sammenlignet med keramik og metaller, der typisk findes på markedet.