Zirkoniumoksid mot silisiumnitrid kulelager

Keramiske kulelagre av zirkoniumoksid er ikke-magnetiske og er utformet for å fungere i tøffe miljøer. I tillegg bidrar de reduserte sentrifugalkreftene og de høyere hastighetene til bedre hastighetsytelse.

Silisiumnitrid gir overlegen korrosjonsbeskyttelse og tåler ekstreme temperaturer uten å brytes ned, noe som gjør det til et utmerket valg for kjemisk prosessering eller marine miljøer.

Vekt

Keramiske lagre er betydelig lettere enn tilsvarende lagre i stål, noe som gjør at de kan brukes ved høyere hastigheter uten at det går på bekostning av pålitelighet eller holdbarhet. I tillegg krever de mindre smøring, noe som øker driftshastigheten ytterligere. Keramiske kulelagre finnes i enten hybrid- eller helkeramiske konfigurasjoner, der hybridlagrene har indre/ytre stålringer med keramiske kuler for økt hastighet, mens de helkeramiske lagrene inneholder 100%-keramiske komponenter (for eksempel ringer og holdere).

Keramikk har en tetthet som er 40% lavere enn stål, noe som reduserer sentrifugalkraften betydelig og forbedrer høyhastighetsapplikasjoner der sentrifugalkraften kan deformere eller skade lagrene. Den lavere vekten reduserer dessuten vibrasjoner og spindelavbøyning, noe som gir bedre nøyaktighet.

Silisiumnitrid skiller seg ut fra metaller ved å ha en lav termisk ekspansjons- og sammentrekningskoeffisient, noe som gjør at det tåler betydelige temperaturendringer uten at det går på bekostning av materialets egenskaper. Materialet er dessuten ikke-magnetisk og korrosjonsbestandig, noe som gjør det egnet for bruk i marine miljøer eller miljøer som er utsatt for hyppige temperaturvariasjoner, som for eksempel MR-skannere, utstyr for halvlederproduksjon og varmebehandlingsovner.

Selv om silisiumnitrid er et hardt og slitesterkt materiale, må det også håndteres med forsiktighet fordi det er skjørt og følsomt for støtskader. Derfor bør det ikke brukes i applikasjoner som kan innebære plutselige støt eller vibrasjoner.

Termisk ekspansjonskoeffisient

Keramiske kuler av zirkoniumoksid og silisiumnitrid skiller seg mest fra hverandre når det gjelder termisk ekspansjon. Denne faktoren har direkte innvirkning på tilgjengelig installasjonsplass, spesielt i høytemperaturmiljøer. Silisiumnitrid har lavere ekspansjon enn stål, noe som gjør det bedre egnet til bruk ved høye temperaturer og i vakuummiljøer der avgassing kan være et problem.

Zirkoniumoksidkeramikk er sterke keramiske materialer med lignende termiske egenskaper som stål. Dette gjør at de tåler høye temperaturer uten å bukke under for oksidasjon eller korrosjon, noe som gir større temperaturtoleranse samt beskyttelse mot slagbrudd. Noen ganger er de til og med stabilisert med yttriumoksid for ekstra styrke og slagfasthet.

Zirkonia skiller seg ut blant andre materialer ved å være svært motstandsdyktig mot slitasje og korrosjon, samtidig som det har en ekstremt lav utvidelseskoeffisient ved romtemperatur. Dette gjør det mulig for produsentene å konstruere lagre med lignende aksel- og hustilpasning som tradisjonelle stålkuler, men som likevel forblir stabile ved høyere driftstemperaturer - noe som bidrar til mer presise lagertilpasninger for bruksområder med høyere temperaturer. Zirkonia er ikke-magnetisk og elektrisk isolerende, noe som gjør det til et utmerket materialvalg for bruksområder som involverer magnetisk interferens - for eksempel elektronikk og medisinsk utstyr. Hos The Precision Plastic Ball Company tilbyr vi presisjonskulelagre av høy kvalitet i zirkoniumoksid og silisiumnitrid som oppfyller disse spesifikasjonene for ulike bruksområder - ta kontakt i dag hvis du ønsker mer informasjon eller vil legge inn en bestilling!

Motstand mot slitasje

Zirkoniumkeramiske lagers styrke gjør dem svært motstandsdyktige mot korrosjon og slitasje, noe som reduserer vedlikeholdsbehovet og samtidig øker utstyrets effektivitet. Den ekstreme temperaturtoleransen gjør dem dessuten til et ideelt valg for krevende industrielle bruksområder som krever stadige lagerbytter.

Silisiumnitrid er et mer elastisk materiale enn zirkonia, men har likevel en eksepsjonelt lav friksjonskoeffisient som smører seg selv uten behov for ekstra smøring. Materialets korrosjons- og slitestyrke gjør det dessuten egnet til å håndtere store belastninger og vibrasjoner, noe som gjør silisiumnitrid til det perfekte materialvalget for mekaniske systemer som må operere under tøffe forhold.

Silisiumnitridlagre har elektriske isolasjonsegenskaper som er ideelle for høyvakuumsmiljøer og marine bruksområder, samtidig som den lave vekten og lave friksjonen gjør dem egnet for presisjonsmaskineri. NASAs ingeniører har til og med byttet ut turbinpumpene på romfergen med silisiumnitridlagre på grunn av den økte bæreevnen og ytelsen under ekstreme forhold sammenlignet med stållagre - som gir opptil 40% lengre driftstid sammenlignet med de opprinnelige lagrene.

Silisiumnitridkeramikk krever spesiell omsorg under produksjonen for å garantere kvalitet og pålitelighet, akkurat som andre keramiske materialer. For å vurdere levetiden og ytelsen til materialet som lagermateriale, utfører forskere utmattelsestester med rullende kuler på andre kuler i ulike oppsett, for eksempel rigger med to skiver, kule-på-stang-rigger og skive-på-stang-rigger.

Temperaturbestandighet

Silisiumnitrid er et eksepsjonelt keramisk materiale for bruk i høytemperaturapplikasjoner. Det er motstandsdyktig mot termisk sjokk, korrosjonsbestandig og elektrisk isolerende; i høyvakuumomgivelser uten å produsere avgassing slik andre materialer kan gjøre.

Silisiumnitrid overgår de fleste metaller når det gjelder hardhet, og varmebehandling kan bare øke denne egenskapen. Tettheten er dessuten lavere enn stål, noe som gjør det lettere og mer egnet i vektfølsomme bruksområder. Silisiumnitrids korrosjonsbestandighet gjør det dessuten egnet til å ligge under vann i lengre perioder.

Keramiske lagre har en eksepsjonelt lav friksjonskoeffisient og er selvsmørende, noe som eliminerer behovet for fett i de fleste bruksområder. De kan brukes med eller uten bur, og de fungerer over et ekstremt bredt temperaturområde - inkludert kryogene miljøer - og gir enestående presisjonsytelse. Keramiske lagre kan leveres i en rekke forskjellige størrelser, former og materialer.

FHD tilbyr både zirkoniumoksid-keramiske lagre i tommestørrelse og standard metriske keramiske lagre i silisiumnitrid for å dekke alle bruksområder, mens deres motstykker i silisiumnitrid kan gi bedre ytelse basert på driftsmiljø og applikasjonsstørrelse. Ved valg av materialer til lagerapplikasjoner som involverer høyhastighetsrotasjon og vibrasjon, for eksempel i roterende enheter eller høyfrekvente oscillatorer, bør man velge silisiumnitrid for å sikre maksimal ytelse.