Silisiumnitrid-kulelager

Kulelagre i silisiumnitrid har blitt den foretrukne løsningen for kuleapplikasjoner med høy presisjon som krever korrosjonsbestandighet og antimagnetiske egenskaper, samtidig som de har lavere friksjon enn stållagre, noe som reduserer energitap og varmeproduksjon og gjør at de kan fungere ved høyere temperaturer.

De er kjemisk inerte og motstandsdyktige mot korrosjon i miljøer som gassturbiner, og produseres gjennom avanserte kjemiske reaksjoner ved hjelp av spraytørkende granulering, kald isostatisk pressing, støping i nettostørrelse og GPS HIP-sintringsprosesser, ledsaget av høyeffektiv sliping for effektiv produksjon.

Utmerket korrosjonsbestandighet

Keramiske kuler av silisiumnitrid har en imponerende kjemisk motstandskraft mot de fleste syrer, baser og salter - noe som betyr at de forblir uskadet i miljøer der stålkulelagre raskt brytes ned - noe som øker deres anvendelighet og utstyrets levetid betraktelig.

Keramikk beholder sin styrke og hardhet under høye temperaturer, i motsetning til mange andre materialer som brytes ned eller smelter ved høyere temperaturer. Dette gjør dem perfekte for bruksområder som krever ekstremt varme komponenter, som gassturbiner eller elektriske motorer.

Helkeramiske lagre og hybridkeramiske lagre har lave lineære ekspansjonskoeffisienter, noe som holder lagrene stive og stabile når de utsettes for vibrasjoner eller belastning. Den utmerkede dimensjonsstabiliteten forhindrer dessuten låsing på grunn av temperaturvariasjoner eller andre fysiske endringer, noe som bidrar til at utstyret holder seg i drift med minimalt energitap.

Sammenlignet med stållagre er keramiske lagre lettere i vekt og har høyere stivhet, noe som bidrar til å redusere sentrifugalkraften og samtidig øke rotasjonen ved høyere hastigheter for å øke utstyrets effektivitet. Keramiske lagre gir også redusert friksjon, noe som minimerer energitap og oppvarming. Dette kan bidra til å minimere driftsstans, støynivåer, vibrasjoner og vedlikeholdskostnader, samtidig som de selvsmørende egenskapene eliminerer behovet for eksterne smøremidler, slik at man unngår forurensning fra slike medier.

Utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper

Silisiumnitridkuler (Si3N4) brukes ofte i hybridlagerenheter for å gi sterk elektrisk isolasjon for å forhindre lysbuer i kontaktsonen og redusere kostbare reparasjoner og nedetid på grunn av elektrisk strøm som flyter gjennom dem. Denne egenskapen er spesielt viktig i elektriske kjøretøyer, der feil på grunn av elektrisk strøm kan føre til kostbare reparasjoner og kostbar nedetid på grunn av reparasjons- og nedetidskostnader.

Si3N4-keramikk tåler høye temperaturer uten å bukke under for korrosjon, og motstår korrosjon på kjemisk prosessutstyr samt havtrykk uten å miste styrke eller holdbarhet. Materialets ikke-magnetiske egenskaper gjør det dessuten egnet for medisinsk utstyr som MR-maskiner, der magnetiske materialer kan forstyrre bildeprosessen.

Silisiumnitridens lavere tetthet gjør den ideell til å lette tunge enheter uten at det går på bekostning av hardhet eller slitestyrke, samtidig som den forblir presis selv i miljøer med raske temperaturendringer.

Selv om disse egenskapene ved keramikk kan være fordelaktige, har de en tendens til å være sprøere enn stål, noe som kan øke tidlig utmatting og forkorte lagerets levetid. For å løse dette problemet bruker ingeniører avanserte modelleringsverktøy som beregner kontaktspenninger mellom rullende elementer og innsatsherdede løpebaner. Disse gjør det mulig for designere å ta hensyn til mikrostrukturelle interaksjonsnivåer for å øke estimatene for når lagrene vil nå utmattingsgrensene.

Utmerket bruddstyrke

Silisiumnitridkeramer har eksepsjonell bruddseighet når de utsettes for langvarig belastning, noe som gjør dem svært motstandsdyktige mot sprekkdannelser og et ideelt valg for bruksområder som genererer vibrasjoner. I kombinasjon med andre fordeler ved disse keramene bidrar den enestående seigheten til at de tåler store belastninger og ugunstige forhold.

Disse helkeramiske kulelagrene har utmerket korrosjonsbestandighet og ikke-magnetisk ytelse, noe som gjør dem egnet for miljøer med sterke syrer eller baser, vann- eller saltløsninger, marine bruksområder samt høyvakuumsmiljøer på grunn av lave avgassingsnivåer.

De har lavere termisk ekspansjon enn zirkoniumoksid, noe som gjør dem egnet for miljøer der temperaturvariasjoner kan forstyrre nøyaktigheten. I tillegg er disse materialene motstandsdyktige mot etsing og rustdannelse.

Disse egenskapene gjør silisiumnitridkulelagre til et utmerket valg for mange industrielle bruksområder, fra MR-skannere som bruker sterke magnetfelt til å generere to- eller tredimensjonale bilder av levende vev, til utstyr for halvlederproduksjon. Den eksepsjonelle ytelsen bidrar til lavere vedlikeholds- og utskiftningskostnader, samtidig som effektiviteten økes og nedetiden minimeres, mens hybridlagre med keramikk/karbon-komposittkomponenter overvinner begrensningene ved disse materialene.

Utmerket hardhet

Silisiumnitrid er en av de hardeste industrielle keramikkene, noe som gjør det til et utmerket materiale for lagerkomponenter. Silisiumnitrid er mye hardere enn lagerstål og har vist seg å ha en imponerende bæreevne uten å deformeres eller svikte på grunn av stress eller deformasjon. I tillegg har kuler av silisiumnitrid en utmattingsmotstand ved rullende kontakt som kan sammenlignes med den til aluminiumoksid- og zirkoniumoksidlagre, noe som gjør disse kulene egnet for bruksområder der tradisjonelle metallagre svikter på grunn av utmatting.

Silisiumnitridkeramikkens lave vekt reduserer sentrifugalkreftene og friksjonen, noe som forbedrer effektiviteten og forlenger lagerets levetid. I tillegg er de harde og kjemisk inerte selv ved ekstremt høye temperaturer - ideelt for miljøer der metallkuler kan brytes ned raskt - mens de elektriske isolasjonsegenskapene forhindrer elektriske lysbuer som kan skade motorer eller utstyr.

CoorsTek utvikler presisjonskuler fra Cerbec for å oppfylle en rekke bruksområder og spesifikasjoner, fra mikrolagre som brukes i tannlegebor til store lagre i vindturbiner. På vårt anlegg oppnås dette via en effektiv prosess som inkluderer spraytørking av granulering, kald isostatisk pressing og presisjonsstøping, etterfulgt av GPS HIP-sintring og høyeffektiv sliping. Alt dette resulterer i et lager med høy ytelse som er betydelig bedre enn tradisjonelle stålkuler, og som egner seg for krevende bruksområder. Våre keramiske kuleprodukter tåler opptil 99% høyere belastning enn konvensjonelle keramiske kuler, samtidig som de har en overlegen overflatefinish og rundhet sammenlignet med keramikk og metaller som vanligvis finnes på markedet.