Zirkoniumoxid mod kuglelejer af siliciumnitrid

Keramiske kugler af siliciumnitrid leverer imponerende belastningskapacitet, høj hastighed og kemisk resistens, samtidig med at de kræver minimal smøring - en ideel kombination til krævende industrielle anvendelser.

Siliciumnitridlejer er kendt for deres enestående egenskaber, såsom lavere centrifugalkræfter under højhastighedsrotationer og fire til 25 gange længere levetid end deres modstykker af stål. Deres lave varmeudvidelse gør dem også i stand til at håndtere temperatursvingninger uden at lide skade.

Højhastighedsydelse

Lejer er en integreret del af mange apparater og maskiner og hjælper med at reducere friktion, mens de understøtter belastninger og udjævner bevægelser af dele. Brug af keramiske materialer som zirkoniumdioxid eller siliciumnitrid har vist sig at være meget fordelagtigt både med hensyn til ydeevne og pålidelighed.

Keramik er hårde og elastiske materialer, der kan modstå høje hastigheder uden slid eller huller, og de har fremragende termiske egenskaber, der gør, at de kan fungere ved forskellige temperaturer uden at miste integritet og nøjagtighed. Desuden gør deres elektrisk isolerende egenskaber keramik velegnet til anvendelser, hvor der er behov for isolering mod elektriske lysbuer eller strømlækage.

Keramiske materialer har længe været populære i anvendelser, der kræver præcision og stabilitet, som f.eks. metalformningsværktøjer og inventar, sakse, knive, skæremaskiner, trådtrækningsringe og pincetter. Især zirkoniumoxid egner sig godt til disse anvendelser på grund af dets korrosionsbeskyttende/antimikrobielle egenskaber, da det kan fungere i barske miljøer uden at blive nedbrudt.

CeramicSpeed Full Hybrid Bearings er et imponerende eksempel på keramikkens ydeevne i barske miljøer med lejeringe af zirkoniumdioxid, der er nemme at designe, og keramiske kugler af siliciumnitrid, der giver lav friktion og enestående modstandsdygtighed. Desuden har tests udført med kugle-til-skive-tribologiske tests i flydende nitrid vist, at hybridlejer udviser betydeligt lavere centrifugalkræfter end lejer helt i rustfrit stål 9Crl8 på grund af overlegne varmeafledningsegenskaber samt lavere kontakttryk end deres metalliske modstykker.

Kemisk modstandsdygtighed

Siliciumnitrid, almindeligvis kaldet Si3N4, er et ekstremt hårdt og let keramisk materiale med fremragende korrosionsbestandighed, der kan modstå forskellige syrer (undtagen flussyre) og baser samt strålingseksponering. Desuden har materialet en fremragende modstandsdygtighed over for termisk chok på op til 800 °C til brug i marine applikationer og miljøer med hyppige temperaturskift.

Siliciumnitrid har samme mekaniske sejhed og hårdhed som zirconiumdioxid, men er alligevel mere fleksibelt, hvilket gør det velegnet til anvendelser, der involverer vibrationer og stød. Desuden absorberer dette materiale store mængder energi uden at revne eller deformeres, hvilket gør det velegnet til højhastighedsapplikationer.

Materialet skal også være modstandsdygtigt over for korrosion og slid, hvilket er vigtigt i applikationer med høj belastning. Med lav overfladeruhed reducerer dette materiale træthed og slitage ved rullekontakt, samtidig med at det er mindre skadeligt end andre keramiske materialer, når det gælder afskalning.

Si3N4-keramiske kugler findes i et udvalg af størrelser. For eksempel har en Si3N4-kugle med en diameter på 0,5 tommer en tolerance på +-0,000010″, hvilket gør den velegnet til præcisionsopgaver og lettere end stålkugler - hvilket hjælper med at reducere centrifugalkræfterne og øge hastigheden. Højpræcisionskugler er også gode til højtemperaturopgaver, fordi de bevarer styrken selv under ekstreme forhold og modstår korrosion.

Modstandsdygtighed over for høje temperaturer

Zirkonia-keramiske lejer er mere modstandsdygtige over for høje temperaturer end stållejer, de er op til 10 gange mere modstandsdygtige over for temperatursvingninger og kan køre længere under tungere belastninger. Desuden fungerer disse keramiske lejer bedre ved lavere temperaturer og udvider sig ikke så meget, når de opvarmes, så de kan fungere i forskellige miljøer.

Siliciumnitrid er et ekstremt hårdt og let materiale, som modstår korrosion fra vand, saltvand og forskellige syrer og baser. Med et ekstremt bredt driftstemperaturområde og egnet til højvakuumapplikationer tilbyder siliciumnitridlejer utrolig slidstyrke, men skal håndteres omhyggeligt for at undgå slag eller stødbelastninger, der potentielt kan ødelægge dem.

Begge keramiske typer giver overlegen elektrisk isolering og modstandsdygtighed over for magnetfelter, og de er langt mere støjsvage og lettere end stål, når det gælder om at reducere støj og vibrationer i en applikation.

Vi har fuldkeramiske lejer i imperial størrelse lavet af zirkoniumoxid ZrO2 med bure lavet af PTFE eller 316 rustfrit stål fra 3 mm til 50 mm med akselstørrelser mellem 3 mm og 50 mm og burmaterialer, der spænder fra PTFE eller rustfrit stål. Derudover har vi hybridkeramiske lejer lavet af siliciumnitrid (Si3N4) til akselstørrelser på 1 mm op til 50 mm til aksler mellem 1 mm og 50 mm; se venligst produktvarianter for yderligere information nedenfor eller vores blog for vores blogartikler relateret til keramik!

Lav friktion

Fuldkeramiske lejer har lave friktionsniveauer for at minimere energitab og beskytte udstyr mod den skadelige varme, der genereres af varmeeksponering, hvilket øger levetiden. De er også modstandsdygtige over for høje temperaturer og korrosion - perfekt til miljøer, der hurtigt ville nedbryde metalliske lejer.

Zirkoniumoxidkeramik er kendt for at være stærke og hårde materialer, der kan modstå stød uden at revne, hvilket gør dem velegnede til situationer med store stød og mekaniske chok. Desuden kan disse keramer let poleres, hvilket giver mulighed for finere overfladefinish og præcise anvendelser. Når materialet udsættes for stress, gennemgår det en transformationshærdningsproces, som forhindrer revner i at sprede sig yderligere, samtidig med at det faktisk bliver stærkere i de belastede områder.

Siliciumnitridkeramik er elektrisk isolerende og egnet til drift i vakuummiljøer, mens deres lavere termiske ekspansionshastighed reducerer lejespændingen som følge af temperaturvariationer.

Keramiske lejer af zirkoniumoxid eller siliciumnitrid kan være et fremragende valg til din applikation på grund af deres overlegne modstandsdygtighed over for ekstreme temperaturer, kemiske dampe og gasser, reducerede støjemissioner, højere hastigheder med mindre slid/vibration og intet behov for smøring - disse materialer giver også overlegne støjreduktionsegenskaber sammenlignet med stålalternativer. En hybrid keramisk kugle bestående af zirkoniumringe med siliciumnitridkugler kan give endnu større ydelsesfordele, da disse hybridlejer er lettere at designe/udføre/koster mindre, samtidig med at de giver forbedret ydelse sammenlignet med stålalternativer.