Kugler af silikone-nitrid

Silikonenitrid er et højtydende materiale, der er designet til at modstå ekstreme temperaturer og forhold, herunder dets lette sammensætning, som reducerer friktion under højhastighedsoperationer og er modstandsdygtigt over for korrosion og kemikalier.

Traditionelt indebærer efterbehandling af HIPed Si3N4-kugler, at de poleres med hårdere slibemidler, der efterlader ridser og defekter under overfladen på den færdige keramik. I denne artikel giver kemomekanisk polering en alternativ efterbehandlingsmetode.

Højt elastisk modul

Siliciumnitrids høje elasticitetsmodul betyder, at det er ekstremt stift og hurtigt kan vende tilbage til sin oprindelige tilstand efter at være blevet deformeret, hvilket hjælper med at opretholde præcision under belastning ved at minimere energitab og friktion, samtidig med at varmeudviklingen i højhastighedslejer mindskes og effektiviteten øges, mens systemets levetid forlænges. Denne egenskab gør det muligt for mekaniske systemer, der arbejder under belastning, at fortsætte med at køre med præcision, mens energitab og friktionstab mindskes, og hjælper også med at forlænge systemets levetid ved at mindske varmeudviklingen og samtidig øge effektiviteten og levetiden for mekaniske komponenter.

Hybrid- og fuldkeramiske lejer består af indre og ydre ringe af stål med keramiske kugler og holdere imellem og bruges i applikationer, hvor høje hastigheder, tunge belastninger eller udsættelse for korrosive elementer kræver overlegen ydeevne. Siliciumnitrids lavere massefylde end stål gør det muligt at reducere centrifugalkraft og udskridning ved op til 30% højere kørehastigheder uden så meget smøring.

Keramiske kuglers lavere vægt hjælper også med at reducere vibrationer og spindelafbøjning, hvilket øger nøjagtigheden. Deres varmeudvidelseskoefficient er lavere end stålets, hvilket minimerer temperaturfølsomhed og problemer med fastbrænding, mens deres høje hårdhed og sejhed giver beskyttelse mod eksterne hårde partikler, der potentielt kan beskadige dem.

ZYS keramiske kugler af siliciumnitrid fremstilles ved hjælp af avancerede teknikker, herunder spraytørringsgranulering, kold isostatisk presning, støbning i nettostørrelse, GPS HIP-sintringsproces og højeffektiv slibning for at opnå G5-præcision og klasse 1-materialekvalitet.

Lav friktionskoefficient

Fuldkeramiske lejer har meget lavere friktionskoefficienter end lejer i rustfrit stål eller hybridlejer, hvilket gør dem i stand til at bære mere belastning med reduceret friktion. Keramiske materialer har også en tendens til at udvide sig og trække sig sammen langsommere, når de udsættes for temperaturændringer, end metaller gør, hvilket giver større pålidelighed under drift ved højere temperaturer end deres modstykker i metal.

Keramik har en ekstremt lav friktionskoefficient (0,001), når de er i kontakt med hinanden, og den kan øges yderligere, når de er belagt med smøremidler for at opnå bedre resultater. Keramik er derfor ideelt til anvendelser, hvor centrifugalkraft eller udskridning kan give store problemer.

Smurte belægninger kan dramatisk forbedre de tribologiske egenskaber af keramiske materialer, herunder deres slidstyrke. Sintrede siliciumnitridkuglers tribologiske ydeevne kan forbedres yderligere med FL-GNP (femtosekund laserinducerede nanopartikler).

Sintret FL-GNP-baseret Si3N4-keramik blev fremstillet ved gnistplasmasintring (SPS) ved hjælp af forskellige sammensætninger af monolitisk Si3N4. Optiske mikroskopibilleder viser, at når kompositter med 3 wt% FL-GNP tilsættes, har de næsten ingen slidspor sammenlignet med monolitiske prøver; deres friktionskoefficient, elasticitetsmodulhårdhed og brudstyrke blev markant øget på grund af denne tilsætning, ligesom deres friktionskoefficient, elasticitetsmodulhårdhed og brudstyrkeegenskaber; mens deres tribologiske egenskaber blev yderligere forbedret ved brug af isooctan som smøremiddel.

Høj styrke

Siliciumnitridkugler har høj mekanisk styrke og destruktiv sejhed, hvilket gør, at de kan modstå betydelig kraft uden at bukke under for nedbrydning. Deres kemiske resistens betyder også, at de er gode til at arbejde i barske miljøer, hvor andre materialer hurtigt ville gå i opløsning, mens deres ikke-magnetiske egenskaber gør dem perfekte til anvendelser, der kræver ikke-ledende materialer.

Keramiske kugler har en enestående temperaturbestandighed. Deres hårdhed forbliver konstant ved 800 grader Celsius, hvilket betyder, at de kan modstå højhastighedsdrift uden at deformeres. Desuden kan disse keramiske kugler også bruges i applikationer, der kræver korrosionsbestandige materialer som f.eks. havvand eller miljøer med stærke syrer eller baser.

Si3n4-kugler skiller sig ud for mere end bare deres enestående hårdhed; deres lave massefylde gør dem også lettere end stållejer og reducerer centrifugalkræfterne under rotation, hvilket fører til højere hastigheder og mindre slid på overflader. Desuden er de selvsmørende, hvilket betyder, at de fungerer uden oliebaserede smøremidler, der forårsager forureningsproblemer.

Fremstillet gennem en effektiv proces fra pulver til færdigt produkt. De sintres enten ved hjælp af GPS (gastrykssintring) eller HIP (varm isostatisk presning), afhængigt af kundens krav, og slibes derefter til ensartet størrelse og sfærisk præcision, før de gennemgår omfattende kvalitetskontrolprocedurer for at opfylde de strenge specifikationer, der kræves til krævende anvendelser. Det sikrer, at alle vores produkter lever op til strenge specifikationer, der overgår kundernes krav.

Høj korrosionsbestandighed

Keramiske kugler af siliciumnitrid er højtydende keramiske materialer, der bruges i en lang række applikationer. På grund af deres modstandsdygtighed over for ekstreme temperaturer, slid, korrosion og miljøpåvirkninger er de ideelle valg til kugle- og cylindriske rullelejer i værktøjsmaskiner, bil- og flymotorer samt aluminiumssmelteværker.

Si3n4-kugler har lave friktionskoefficienter, der minimerer energitab og varmeudvikling, hvilket fører til forbedret effektivitet og længere levetid for systemet. Deres lave koefficient gør dem særligt velegnede til situationer, der kræver højhastighedsdrift, mens deres reducerede krav til smøring reducerer vedligeholdelsesomkostningerne og øger maskinernes pålidelighed yderligere.

Disse kugler har en usædvanlig hårdhed - op til 20 gange hårdere end stål - som hjælper med at beskytte lejer mod skader og forlænge deres levetid. Desuden kan disse kemisk inerte kugler modstå høje temperaturer til brug i applikationer, der involverer kemisk behandling eller lignende miljøer.

Fremstillingen af disse keramiske kugler begynder med spraytørringsgranulering og fortsætter gennem sprayisostatisk trykstøbning, netstørrelsesstøbning, GPS HIP-sintring, slibning og polering. Et strengt inspektions- og testprogram sikrer, at hvert parti opfylder de strenge krav til styrke og holdbarhed.