Zirkoniumoxid mod kuglelejer af siliciumnitrid

Zirkonia-keramiske kuglelejer er ikke-magnetiske og designet til at fungere i barske miljøer. Derudover hjælper deres reducerede centrifugalkræfter og hurtigere hastigheder med at forbedre hastigheden.

Siliciumnitrid giver overlegen korrosionsbeskyttelse og kan modstå ekstreme temperaturer uden at blive nedbrudt, hvilket gør det til et fremragende valg til kemisk forarbejdning eller havmiljøer.

Vægt

Keramiske lejer er betydeligt lettere end deres modstykker i stål, hvilket gør dem i stand til at arbejde ved højere hastigheder uden at gå på kompromis med pålidelighed eller holdbarhed. Desuden kræver de mindre smøring, hvilket øger deres driftshastighed yderligere. Keramiske kuglelejer findes i enten hybrid- eller fuldkeramiske konfigurationer; hybridlejer har indre/ydre ringe af stål med keramiske kugler for øget hastighed; fuldkeramiske lejer indeholder 100%-keramiske komponenter (såsom ringe og holdere).

Keramik har en tæthed, der er 40% lavere end stål, hvilket reducerer centrifugalkraften betydeligt og forbedrer højhastighedsapplikationer, hvor centrifugalkræfter kan deformere eller beskadige lejer. Desuden reducerer den lavere vægt vibrationer og spindelafbøjning, hvilket forbedrer nøjagtigheden.

Siliciumnitrid skiller sig ud fra metaller ved at have en lav termisk udvidelses- og sammentrækningskoefficient, hvilket gør det i stand til at modstå betydelige temperaturændringer uden at blive kompromitteret af dets egenskaber. Desuden er materialet ikke-magnetisk og korrosionsbestandigt, hvilket gør det velegnet til anvendelse i havmiljøer eller miljøer med hyppige temperatursvingninger, herunder MRI-scannere (magnetisk resonans), udstyr til halvlederproduktion og varmebehandlingsovne.

Selv om siliciumnitrid er et hårdt og holdbart materiale, skal det også håndteres forsigtigt, fordi det er skrøbeligt og følsomt over for stødskader. Derfor bør det ikke bruges i applikationer, der kan indebære pludselige stød eller vibrationer.

Termisk udvidelseskoefficient

Keramiske kugler af zirkoniumoxid og siliciumnitrid adskiller sig mest ved deres termiske udvidelseshastighed. Denne faktor har direkte indflydelse på den tilgængelige installationsplads, især i højtemperaturmiljøer. Siliciumnitrid har en lavere ekspansion end stål, hvilket gør det bedre egnet til applikationer med høje temperaturer samt vakuummiljøer, hvor afgasning kan være et problem.

Zirkoniumoxidkeramik er stærke keramiske materialer med lignende termiske egenskaber som stål. Det giver dem mulighed for at modstå høje temperaturer uden at bukke under for oxidering eller korrosion, hvilket giver større temperaturtolerance samt beskyttelse mod slagbrud. Nogle gange er de endda stabiliseret med yttriumoxid for at give ekstra styrke og slagfasthed.

Zirkoniumdioxid skiller sig ud fra andre materialer ved at være meget modstandsdygtig over for slid og korrosion og samtidig have en ekstremt lav udvidelseskoefficient ved stuetemperatur. Det gør det muligt for producenterne at designe lejer med lignende aksel- og huspasninger som traditionelle stålkugler, men alligevel forblive stabile under højere driftstemperaturer - hvilket hjælper med at opnå mere præcise lejetilpasninger til applikationer med højere temperaturer. Zirkoniumdioxid er ikke-magnetisk og elektrisk isolerende, hvilket gør det til et fremragende materialevalg til applikationer, der involverer magnetisk interferens - som f.eks. elektronik og medicinsk udstyr. Hos The Precision Plastic Ball Company tilbyder vi zirkoniumoxid- og siliciumnitrid-præcisionskuglelejer af høj kvalitet, der opfylder disse specifikationer til forskellige anvendelser - kontakt os i dag, hvis du vil have mere information eller gerne vil afgive en ordre!

Modstandsdygtighed over for slid

Zirkonia-keramiske lejers styrke gør dem meget modstandsdygtige over for korrosion og slid, hvilket reducerer behovet for vedligeholdelse og øger udstyrets effektivitet. Desuden gør deres ekstreme temperaturtolerance dem til et ideelt valg til krævende industrielle applikationer, der kræver konstant udskiftning af lejer.

Siliciumnitrid er et mere modstandsdygtigt materiale end zirkoniumdioxid, men har stadig en usædvanlig lav friktionskoefficient, der smører sig selv uden behov for yderligere smøring. Desuden gør dets korrosions- og slidstyrke det velegnet til at håndtere tunge belastninger og vibrationer, hvilket gør siliciumnitrid til det perfekte materialevalg til mekaniske systemer, der skal fungere under barske forhold.

Siliciumnitridlejer har elektriske isoleringsegenskaber, der er ideelle til højvakuum-miljøer og marineanvendelser, mens deres lette vægt og lave friktion gør dem velegnede til præcisionsmaskiner. NASA's ingeniører skiftede endda deres turbinepumper til rumfærgen ud med siliciumnitridlejer på grund af deres øgede bæreevne og ydeevne under ekstreme forhold sammenlignet med stållejer - hvilket giver op til 40% længere driftstid sammenlignet med deres oprindelige lejer.

Siliciumnitridkeramik kræver særlig omhu under produktionen for at garantere kvalitet og pålidelighed, ligesom andre keramiske materialer. For at vurdere dets levetid og ydeevne som lejemateriale udfører forskere udmattelsestests med rullende kugler på andre kugler i forskellige opstillinger som f.eks. twin-disk-rigge, ball-on-rod-rigge og disk-on-rod-rigge.

Temperaturbestandighed

Siliciumnitrid er et enestående keramisk materiale til brug ved høje temperaturer. Det er modstandsdygtigt over for termisk chok, korrosionsbestandigt og elektrisk isolerende; i højvakuummiljøer uden at producere afgasning, som andre materialer kan.

Siliciumnitrid overgår de fleste metaller med hensyn til hårdhed, og varmebehandling kan kun øge denne evne. Desuden er densiteten lavere end stål, hvilket gør den lettere og mere velegnet til vægtfølsomme anvendelser. Desuden gør siliciumnitrids korrosionsbestandighed det velegnet til at blive nedsænket i længere perioder i vandmiljøer.

Keramiske lejer har en usædvanlig lav friktionskoefficient og er selvsmørende, hvilket eliminerer behovet for fedt i de fleste anvendelser. De kan bruges med eller uden bur og fungerer over et ekstremt bredt temperaturområde - inklusive kryogene miljøer - og giver en uovertruffen præcisionsydelse. Keramiske lejer kan fås i et udvalg af størrelser, former og materialer.

FHD tilbyder både zirkoniumoxidkeramiske lejer i tomme-størrelse og standard metriske siliciumnitridkeramiske lejer til enhver anvendelse, mens deres modstykker i siliciumnitrid kan give bedre ydeevne baseret på driftsmiljø og anvendelsesstørrelse. Når man vælger materialer til lejeanvendelser, der involverer højhastighedsrotation og vibrationer, f.eks. i roterende enheder eller højfrekvensoscillatorer, skal man vælge siliciumnitrid for at sikre maksimal ydeevne.