Siliciumnitrid-kuglelejer

Kuglelejer af siliciumnitrid har fremragende mekaniske egenskaber, der gør dem til et fremragende valg til højtydende applikationer, herunder deres lave massefylde, bøjningsstyrke og brudstyrke.

Siliciumnitrid fremstilles som det meste keramik ved hjælp af sintring. Reaktiv varmpresning og trykløs sintring eller sintring ved standardtryk er blandt de almindelige teknikker til fremstilling af siliciumnitridkeramik.

Letvægt

Siliciumnitrid er et usædvanligt hårdt keramisk materiale med lav masse. Denne kombination gør det muligt for lejer af siliciumnitrid at opleve mindre udskridning og friktion under brug, hvilket gør det muligt at påtage sig større belastninger uden slitage eller skader fra friktionsslitage. Desuden er dette kemisk inerte materiale modstandsdygtigt over for korrosion, hvilket gør det ideelt til anvendelser, hvor korrosion kan være et problem, såsom MR-maskiner eller udstyr til fremstilling af halvledere, hvor magnetisk interferens skal undgås.

Siliciumnitrid kan modstå høje temperaturer uden at blive nedbrudt; i modsætning til stål, som begynder at miste hårdhed ved 800 grader Fahrenheit. Derfor kan siliciumnitrid bruges i applikationer, der er udsat for ekstreme temperaturvariationer som f.eks. rumfartsudstyr eller højhastighedsmotorer til raketter.

Som en del af produktionsprocessen sintres keramik til den ønskede form ved hjælp af forskellige metoder som spraytørring, koldt isostatisk tryk og støbning i nettostørrelse. Når de er skabt, præcisionsslibes de for at opnå ensartethed og sfærisk nøjagtighed, før de poleres for yderligere at reducere friktionen og sænke driftsomkostningerne. På grund af det reducerede friktionsniveau kræver lejerne mindre smøring og energiforbrug, mens reducerede vibrationer og støj er en ekstra fordel, når de bruges til applikationer, der kræver stille drift.

Høj styrke

Kuglelejer af siliciumnitrid er stærke metalkugler, hvilket gør dem til et godt valg til højtydende applikationer. Deres enestående hårdhed gør dem også i stand til at absorbere og overføre store mængder energi, før de går i stykker eller deformeres, hvilket giver en enestående stødabsorberingsevne mod slag.

Keramiske kugler af siliciumnitrid er ikke-magnetiske og isolerende

Siliciumnitridkugler er ikke kun hårde, de er også ikke-magnetiske - perfekt til anvendelser, hvor magnetisk interferens skal elimineres, f.eks. i MR-maskiner eller udstyr til fremstilling af halvledere. Desuden hjælper deres isoleringsegenskaber med at forhindre elektriske lysbuer i lejer og reducere eventuelle elektriske skader på maskiner.

De er også usædvanligt stærke og kan prale af knusningsbelastninger og brudstyrke, der langt overgår stålets. Det gør dem i stand til at absorbere betydelige mængder energi, før de giver efter - noget, der er afgørende i mekaniske systemer, der udsættes for dynamiske belastninger.

Keramiske kugler af siliciumnitrid er lette, hvilket hjælper med at minimere centrifugalkræfterne under højhastighedsrotation og dermed gør det muligt for dem at arbejde ved høje hastigheder uden at producere overdreven friktion, der beskadiger lejerne. Desuden fjerner deres selvsmørende egenskaber behovet for dyre smøremidler - det sparer både penge og eliminerer helt risikoen for forurening. De kan modstå høje temperaturer uden at miste styrke eller hårdhed - noget, der er vigtigt i miljøer med barske forhold som dem, der involverer kemikalier, der korroderer overflader som f.eks. broer.

Modstandsdygtighed over for korrosion

Siliciumnitrid er meget modstandsdygtigt over for korrosion fra syrer og organiske stoffer, samtidig med at det er elektrisk isolerende, hvilket gør det velegnet til våde miljøer samt applikationer, der kræver modstandsdygtighed over for kemisk forurening. På grund af sin dimensionsstabilitet er det desuden et ideelt materialevalg til applikationer med høj hastighed.

Hybridkeramiske kuglelejer med stålringe og rulleelementer af siliciumnitrid giver mulighed for højhastighedsdrift uden risiko for varme, friktion eller forurening, hvilket gør dem velegnede til brug i rumfartsapplikationer, elektriske motorer og medicinsk udstyr. Deres lave vægt gør det muligt at opnå højere hastigheder mere effektivt, samtidig med at centrifugalkræfterne mindskes, hvilket resulterer i mindre centrifugalkræfter og støjforurening.

Full densification HIPed siliciumnitridlejer har en hårdhed og styrke, der kan sammenlignes med stållejer ved højere temperaturer, og kan håndtere forurenede smøremidler for at forlænge lejernes levetid under udfordrende forhold.

Ved at tilføje keramiske kugler til rullelejer øges bæreevnen og levetiden for mekaniske systemer som f.eks. spindler til værktøjsmaskiner eller tandlægebor betydeligt. Deres lave friktionskoefficient mellem kugler og løbebaner reducerer energitabet og forbedrer nøjagtigheden; desuden mindsker det behovet for smøring og fremskynder driften af lejerne. Deres sejhed, hårdhed og korrosionsbestandighed gør dem i stand til at udholde tunge belastninger i længere perioder, mens de udsættes for barske miljøer, hvilket øger systemets samlede levetid.

Modstandsdygtighed over for høje temperaturer

Siliciumnitrid er hårdt og holdbart, hvilket gør det ideelt til krævende anvendelser, der kræver højtydende lejer. Det modstår korrosion fra barske kemikalier og andre ætsende elementer og fungerer effektivt selv under forhold med ekstreme temperaturvariationer. Desuden har siliciumnitrid en overlegen slidstyrke med lav friktion, hvilket resulterer i lavere vedligeholdelsesomkostninger.

Keramikkens lavere massefylde er med til at mindske centrifugalkræfterne og muliggøre højere driftshastigheder med større effektivitet. Desuden hjælper dens overfladeegenskaber med at fastholde smøring for større friktionsreduktion og omkostningsbesparende foranstaltninger.

CoorsTeks avancerede produktionsekspertise gør det muligt at konstruere præcise Cerbec-kugler i alle størrelser til brug i tandlægebor eller store vindmøller, fra mikrolejer til tandlægebor op til store lejer med diametre fra 0,5 mm (0,02 tommer).

Keramikken starter som fint pulver og formes til tætte kugler gennem spraytørringsgranulering, kold isostatisk presning og GPS HIP-sintring; i sidste ende dannes tætte sfæriske former. De slibes derefter for at opnå ensartethed og præcision, så de opfylder strenge kvalitetsstandarder, før de poleres til en finish med ekstremt lav friktion. De gennemgår derefter en streng inspektion af materialets integritet med hensyn til størrelseskonsistens, hvilket resulterer i keramiske kugler, der overgår traditionelle stållejer i krævende anvendelser; i sidste ende skaber de keramiske kuglekomponenter, som overgår traditionelle lejer, der bruges i komplette keramiske lejesamlinger, samtidig med at de øger ydeevnen og levetiden under krævende forhold.