Zirkoniumoksid mot silisiumnitrid kulelager

Keramiske kuler av silisiumnitrid gir imponerende belastningskapasitet, høy hastighet og kjemisk motstandskraft, samtidig som de krever minimal smøring - en ideell kombinasjon for krevende industrielle bruksområder.

Silisiumnitridlagre er kjent for sine eksepsjonelle egenskaper, som lavere sentrifugalkrefter under høyhastighetsrotasjoner og fire til 25 ganger lengre levetid enn tilsvarende lagre i stål. Den lave termiske ekspansjonen gjør dem også i stand til å håndtere temperatursvingninger uten å ta skade.

Ytelse i høy hastighet

Lagrene er en integrert komponent i mange apparater og maskiner, og bidrar til å redusere friksjonen samtidig som de støtter belastninger og jevner ut bevegelsene til delene. Bruk av keramiske materialer som zirkoniumdioksid eller silisiumnitrid har vist seg å være svært fordelaktig både når det gjelder ytelse og pålitelighet.

Keramikk er harde og elastiske materialer som tåler høye hastigheter uten slitasje eller gropdannelse, og de har utmerkede termiske egenskaper som gjør at de kan fungere i ulike temperaturer uten å miste integritet og nøyaktighet. De elektrisk isolerende egenskapene gjør dessuten at keramikk egner seg godt til bruksområder der det er behov for isolasjon mot lysbuer eller strømlekkasje.

Keramiske materialer har lenge vært populære i bruksområder som krever presisjon og stabilitet, for eksempel i metallformingsverktøy og -fiksturer, sakser, kniver, spaltemaskiner, trådtrekkingsringer og pinsetter. Zirkoniumoksid egner seg spesielt godt til disse bruksområdene på grunn av sine korrosjonshindrende/antimikrobielle egenskaper, ettersom det kan fungere i tøffe miljøer uten å brytes ned.

CeramicSpeed Full Hybrid Bearings er et imponerende eksempel på keramikkens ytelse i tøffe miljøer, med lagerringer i zirkoniumdioksid for enkel design og keramiske kuler i silisiumnitrid for lav friksjon og eksepsjonell motstand. Tester utført med tribologiske kule-til-skive-tester i flytende nitrid har dessuten vist at hybridlagrene har betydelig lavere sentrifugalkrefter enn 9Crl8-stållagre i rustfritt stål på grunn av bedre varmespredningsegenskaper og lavere kontakttrykk enn sine metalliske motstykker.

Kjemisk motstandsdyktighet

Silisiumnitrid, ofte referert til som Si3N4, er et ekstremt hardt og lett keramisk materiale med utmerket korrosjonsbestandighet, som tåler ulike syrer (unntatt flussyre) og baser samt strålingseksponering. Materialet har dessuten utmerket motstand mot termiske sjokk på opptil 800 °C, noe som gjør det velegnet til bruk i marine applikasjoner og miljøer med hyppige temperaturendringer.

Silisiumnitrid har samme mekaniske seighet og hardhet som zirkonia, men er samtidig mer fleksibelt, noe som gjør det egnet for bruksområder som involverer vibrasjoner og støt. Materialet absorberer dessuten store mengder energi uten å sprekke eller deformeres, noe som gjør det egnet for høyhastighetsapplikasjoner.

Materialet skal også være motstandsdyktig mot korrosjon og slitasje, noe som er avgjørende i applikasjoner med høy belastning. Med lav overflateruhet reduserer dette materialet tretthet og slitasje i rullekontakten, samtidig som det er mindre skadelig enn andre keramiske materialer når det gjelder avspalting.

Si3N4-keramiske kuler finnes i en rekke forskjellige størrelser. En Si3N4-kule med en diameter på 0,5 tommer har for eksempel en toleranse på +-0,000010″, noe som gjør den egnet for presisjonsapplikasjoner og lettere enn stålkuler - noe som bidrar til å redusere sentrifugalkraften og øke hastigheten. Høypresisjonskuler fungerer også utmerket i høytemperaturapplikasjoner fordi de opprettholder styrken selv under ekstreme forhold og motstår korrosjon.

Motstandsdyktighet mot høye temperaturer

Keramiske lagre av zirkoniumdioksyd har overlegen motstandskraft mot høye temperaturer sammenlignet med lagre av stål, og er opptil ti ganger mer motstandsdyktige mot temperaturvariasjoner og i stand til å gå lenger under tyngre belastninger. I tillegg fungerer disse keramiske lagrene bedre ved lavere temperaturer og utvider seg ikke like mye når de varmes opp, noe som gjør at de kan fungere i ulike omgivelser.

Silisiumnitrid er et ekstremt hardt og lett materiale som motstår korrosjon fra vann, saltvann og ulike syrer og baser. Silisiumnitridlagre har et ekstremt bredt driftstemperaturområde og egner seg for bruk i høyvakuum. De er utrolig slitesterke, men må håndteres med forsiktighet for å unngå støt- eller støtbelastninger som potensielt kan ødelegge dem.

Begge keramikktypene gir overlegen elektrisk isolasjon og magnetfeltmotstand, og er langt mer stillegående og lettere enn stål når det gjelder støy- og vibrasjonsreduksjon i en applikasjon.

Vi har helkeramiske lagre i imperial størrelse laget av zirkoniumoksid ZrO2, med bur laget av PTFE eller 316 rustfritt stål fra 3 mm til 50 mm med akseldimensjoner mellom 3 mm og 50 mm og burmaterialer fra PTFE eller rustfritt stål. I tillegg lagerfører vi hybridkeramiske lagre laget av silisiumnitrid (Si3N4) for akseldimensjoner fra 1 mm til 50 mm for aksler mellom 1 mm og 50 mm; se produktvarianter for mer informasjon nedenfor eller bloggen vår for bloggartikler relatert til keramikk!

Lav friksjon

Helkeramiske lagre har lave friksjonsnivåer for å minimere energitap og beskytte utstyret mot den skadelige varmen som genereres ved varmeeksponering, noe som øker levetiden. De er også motstandsdyktige mot høye temperaturer og korrosjon - perfekt for miljøer der metalliske lagre raskt vil brytes ned.

Zirkoniumoksidkeramikk er kjent for å være sterke og seige materialer som tåler støt uten å sprekke, noe som gjør dem egnet til bruk i situasjoner med kraftig støt og mekaniske sjokk. I tillegg kan disse keramene enkelt poleres, noe som gir mulighet for finere overflatefinish og presise bruksområder. Når materialet utsettes for påkjenninger, gjennomgår det en herdingsprosess som hindrer sprekker i å spre seg ytterligere, samtidig som det faktisk blir sterkere i de belastede områdene.

Silisiumnitridkeramikk er elektrisk isolerende og egner seg for bruk i vakuummiljøer, samtidig som den lavere termiske ekspansjonshastigheten reduserer lagerbelastningen som følge av temperaturvariasjoner.

Keramiske lagre av zirkoniumoksid eller silisiumnitrid kan være et utmerket valg for din applikasjon, med tanke på deres overlegne motstand mot ekstreme temperaturer, kjemiske damper og gasser, reduserte støyutslipp, høyere hastigheter med mindre slitasje/vibrasjon og ingen behov for smøring - disse materialene gir også overlegen støyreduksjon sammenlignet med stålalternativer. En hybrid keramisk kule bestående av zirkoniumringer med kuler av silisiumnitrid kan gi enda større ytelsesfordeler, ettersom disse hybridlagrene er enklere å konstruere/manipulere/koster mindre, samtidig som de gir bedre ytelse sammenlignet med stålalternativer.