Lejekugler af siliciumnitrid

Siliciumnitrid er et alsidigt materiale, der udmærker sig i forskellige miljøer og under forskellige forhold. Denne alsidighed har vist sit værd i industrielt udstyr med høj præcision som f.eks. maskiner til fremstilling af halvledere og metalbearbejdningsværktøjer, vindmøller samt vindmøller.

Siliciumnitrids lave massefylde reducerer centrifugalkraften under rotation, hvilket giver mulighed for højere hastigheder uden at gå på kompromis med stabilitet eller holdbarhed. Andre fordelagtige egenskaber omfatter ikke-ledningsevne og korrosionsbestandighed.

Lav tæthed

Lejekugler af siliciumnitrid har lavere densitet end stål, hvilket gør dem velegnede til højhastighedsapplikationer. Desuden er deres varmeudvidelseskoefficient lav, så de forbliver præcise selv i miljøer med hyppige temperaturskift.

Siliciumnitridlejer har mange fordele, der gør dem mere omkostningseffektive og øger den samlede effektivitet i systemerne end andre kuglelejer, herunder længere levetid og reducerede vedligeholdelseskrav. Som følge heraf har silikonnitridlejer en tendens til at holde længere uden at pådrage sig yderligere vedligeholdelsesudgifter end deres modstykker - hvilket sparer penge og forbedrer effektiviteten i systemet generelt.

Siliciumnitridkeramik har overlegne mekaniske egenskaber ved højere temperaturer end stål og er i stand til at modstå de fleste former for kemisk korrosion. Derfor er de det ideelle materialevalg til højhastighedsbiler, raketfremdrivningssystemer og udstyr, der arbejder ved højere hastigheder.

Siliciumnitridkeramik blev undersøgt ved hjælp af forskellige testrigge som twin-disk, disk-on-rod og modificerede fire-kugle-rigge for at analysere deres tribologiske opførsel. Der blev konstateret en afhængighed mellem levetid og fejlmekanismer afhængigt af porøsitet og kemisk sammensætning, mens overfladeruhed ikke så ud til at spille nogen væsentlig rolle. Siliciumnitridkeramik er ikke-magnetiske og isolerende materialer, så de kan sikkert bruges i magnetfelter uden at lede elektricitet; desuden er de selvsmørende, så de er praktiske i miljøer, hvor der ikke er råd til yderligere smøreelementer.

Modstandsdygtighed over for høje temperaturer

Siliciumnitridlejer har en enestående tolerance over for temperaturer på op til 800 grader uden at blive deformeret, hvilket gør dem til det oplagte valg til brug i barske miljøer som luft- og rumfartsindustrien og bilindustrien. Desuden kan de modstå korrosion forårsaget af kemisk behandling eller marine forhold uden at blive deformeret - et aktiv for luftfarts- eller bilvirksomheder, der er stærkt afhængige af højtydende maskiner.

Deres lave friktionsniveauer giver mulighed for jævn drift med reduceret varmeproduktion, hvilket igen øger effektiviteten og forlænger det mekaniske systems levetid. Denne egenskab er især fordelagtig i højhastighedsapplikationer, der kræver minimal smøring.

Siliciumnitridkeramikkens høje stivhed og styrke gør dem velegnede til brug i præcisionslejer til værktøjsmaskiner, lejer til biler, isoleringslejer til vindmøller, petrokemisk udstyr og korrosionsbestandige lejer. Deres selvsmørende egenskaber hjælper med at reducere behovet for smøring, hvilket sparer både tid og penge, samtidig med at forurening forårsaget af forurenede smøremidler elimineres. Deres egenskaber til forebyggelse af elektriske lysbuer forlænger motorernes levetid.

Fremragende korrosionsbestandighed

Siliciumnitridkeramik har den kemiske inerti, der kræves for at være meget modstandsdygtig over for korrosion, hvilket gør dem til et godt valg til miljøer, der indeholder meget sure kemikalier og kræver temperaturbestandighed. Desuden kan disse keramer modstå højhastighedsrotation uden at beskadige lejerne, mens deres lave ekspansionshastighed gør dem velegnede til anvendelser, der involverer temperatursvingninger.

Siliciumnitridkeramiks egenskaber gør dem til et fremragende valg til brug i præcisionslejer til værktøjsmaskiner, lejer til biler, isoleringslejer til vindmøller og korrosionsbestandige petrokemiske anvendelser. Deres ikke-ledende natur gør det muligt for hybridlejer, der bruges i elektriske køretøjer, at undgå elektriske lysbuer og samtidig forlænge motorens levetid.

Siliciumnitrid fremstilles ved varm isostatisk presning, hvilket giver en keramik med enestående hårdhed og holdbarhed. Desuden er dette materiale let, hvilket reducerer centrifugalkraften under højhastighedsrotationer og øger hastigheden, samtidig med at lejernes forventede levetid øges og vedligeholdelses- og udskiftningsomkostningerne falder. Desuden reducerer siliciumnitrids selvsmørende egenskaber risikoen for friktionsskader betydeligt og muliggør drift under tørre, olieløse forhold.

Høj slidstyrke

Siliciumnitridkeramik har en fremragende modstandsdygtighed over for korrosion, hvilket gør dem velegnede til brug i barske miljøer som f.eks. kemisk maskinudstyr, fødevareproduktionslinjer og marineindustrien. Desuden kan keramikken modstå høje temperaturer, samtidig med at den er meget stabil - hvilket er med til at reducere behovet for vedligeholdelse og nedetid for dit udstyr.

Præcisionskugler i siliciumnitridkeramik er langt mindre tilbøjelige til at blive slidt sammenlignet med deres modstykker i stål, takket være en ekstremt lav friktionsrate og drift i forskellige temperaturområder - hvilket fører til lavere energiforbrug og øget effektivitet samt større modstandsdygtighed over for forurening sammenlignet med metal- og stålmaterialer.

Keramiske kuglelejer bruges i vid udstrækning i cykelkomponenter, værktøj, flystel og gyroskoper til rumfart, dele til biler, flyde- og niveaumålere samt flyde- og niveaumålere. Deres lange historie med at overgå og holde længere end mere traditionelle stållejer betyder lavere vedligeholdelsesomkostninger og større effektivitet - mens det, at de ikke er elektrisk ledende, hjælper med at forhindre pludselige lysbuer forårsaget af forurenende stoffer, der kommer ind i deres system og beskadiger det uventet.

Høj belastningskapacitet

Siliciumnitridmetaller er meget stærkere og kan bære større belastninger uden at tage skade end deres traditionelle modstykker af metal, hvilket forlænger deres levetid og reducerer vedligeholdelses- og udskiftningsomkostningerne betydeligt.

Siliciumnitrids ikke-ledende egenskaber hjælper også med at forhindre elektriske lysbuer, som ellers kunne forkorte lejernes levetid. Siliciumnitridlejer er særligt velegnede til applikationer med høj belastning eller hastighed som præcisionslejer til værktøjsmaskiner, isoleringslejer til biler, vindmøllehovedaksellejer og korrosionsbestandige applikationer, der kræver korrosionsbestandige egenskaber som vindmøllehovedaksellejer i vindmøllehovedaksler samt korrosionsbestandige lejer, der bruges af petrokemiske virksomheder til korrosionsbeskyttelse, som ellers ville forkorte levetiden betydeligt. Siliciumnitrids ikke-ledende natur hjælper også med at undgå elektriske lysbuer, som ville forkorte lejernes levetid over tid, hvilket resulterer i længere levetid for lejerne.

Siliciumnitrid viste sig at overleve zirkoniumoxid eller stål under lignende belastningsforhold, når det blev testet for udmattelse af rullekontakt, sandsynligvis på grund af dets hårde og holdbare overflade, der reducerer friktionsslid i lejer og slid i kontakt.

Siliciumnitrids styrke gør det også nyttigt i biomedicinske implantater som hofte- eller knæproteser, hvor dets modstandsdygtighed over for fysiologiske kræfter resulterer i mindre friktion og en forlænget levetid. Desuden kræver konventionelle keramiske fremstillingsteknikker som trykform og kold isostatisk presning, sprøjtestøbning, sammensat slibende lapning diamantbearbejdning efter fremstilling til disse specifikke anvendelser for at opnå de nødvendige former og dimensioner, der kræves til sådanne anvendelser.