Kuler av silikonnitrid

Silikonnitrid er et høyytelsesmateriale som er utviklet for å tåle ekstreme temperaturer og forhold, blant annet fordi det er lett, reduserer friksjonen under høyhastighetsoperasjoner og er motstandsdyktig mot korrosjon og kjemikalier.

Vanligvis innebærer etterbehandling av HIPed Si3N4-kuler polering med hardere slipemidler som etterlater riper og defekter under overflaten på den ferdige keramikken. I denne artikkelen presenteres kjemomekanisk polering som en alternativ etterbehandlingsmetode.

Høy elastisitetsmodul

Silisiumnitridens høye elastisitetsmodul betyr at den er ekstremt stiv og raskt kan gå tilbake til sin opprinnelige tilstand etter å ha blitt deformert, noe som bidrar til å opprettholde presisjonen under belastning ved å minimere energitap og friksjon, samtidig som det reduserer varmeutviklingen i høyhastighetslagre og øker effektiviteten samtidig som systemets levetid forlenges. Denne egenskapen gjør at mekaniske systemer som arbeider under belastning, kan fortsette å kjøre med presisjon samtidig som energitap og friksjonstap reduseres, og bidrar også til å forlenge systemets levetid ved å redusere varmeutviklingen og samtidig øke effektiviteten og levetiden til mekaniske komponenter.

Hybrid- og helkeramiske lagre består av indre og ytre ringer av stål med keramiske kuler og holdere mellom, og brukes i bruksområder der høye hastigheter, store belastninger eller eksponering for korrosive elementer krever overlegen ytelse. Silisiumnitrid har lavere tetthet enn stål, noe som gjør det mulig å redusere sentrifugalkraft og glidning ved opptil 30% høyere hastigheter uten like mye smøring.

Den lavere vekten til keramiske kuler bidrar også til å redusere vibrasjoner og spindelavbøyning, noe som øker nøyaktigheten. Den termiske ekspansjonskoeffisienten er lavere enn for stål, noe som minimerer temperaturfølsomheten og faren for at kulene setter seg fast, samtidig som den høye hardheten og seigheten beskytter kulene mot ytre harde partikler som potensielt kan skade dem.

ZYS keramiske kuler av silisiumnitrid er laget ved hjelp av avanserte teknikker, inkludert spraytørkende granulering, kald isostatisk pressing, støping i nettostørrelse, GPS HIP-sintringsprosess og høyeffektiv sliping for å oppnå G5-presisjon og materialkvalitet i klasse 1.

Lav friksjonskoeffisient

Helkeramiske lagre har mye lavere friksjonskoeffisienter enn lagre i rustfritt stål eller hybridlagre, noe som gjør at de kan bære mer last med redusert friksjon. Keramiske materialer har også en tendens til å utvide seg og trekke seg sammen saktere når de utsettes for temperaturendringer enn det metaller gjør, noe som gir større driftssikkerhet ved høyere temperaturer enn tilsvarende metallmaterialer.

Keramikk har en ekstremt lav friksjonskoeffisient (0,001) når de er i kontakt med hverandre, og denne kan økes ytterligere når de belegges med smøremidler for bedre resultater. Keramikk er derfor ideelt for bruksområder der sentrifugalkraft eller glidning kan skape store problemer.

Smurte belegg kan dramatisk forbedre de tribologiske egenskapene til keramiske materialer, inkludert deres slitestyrke. Sintrede silisiumnitridkuler kan forbedre sine tribologiske egenskaper ytterligere ved å tilsette FL-GNP (femtosekund laserinduserte nanopartikler).

Sintret FL-GNP-basert Si3N4-keramikk ble fremstilt ved gnistplasmasintring (SPS) ved bruk av ulike sammensetninger av monolittisk Si3N4. Optiske mikroskopibilder viser at kompositter med 3 wt% FL-GNP-tilsetning nesten ikke har noen slitasjespor sammenlignet med monolittiske prøver; deres friksjonskoeffisient, elastisitetsmodulhardhet og bruddseighet ble betydelig økt på grunn av denne tilsetningen, og det samme ble deres friksjonskoeffisient, elastisitetsmodulhardhet og bruddseighetsegenskaper; mens deres tribologiske egenskaper ble ytterligere forbedret ved bruk av isooktan som smøremiddel.

Høy styrke

Silisiumnitridkuler har høy mekanisk styrke og destruktiv seighet, noe som gjør at de tåler betydelig kraft uten å brytes ned. Den kjemiske motstandsdyktigheten gjør dem også velegnet til bruk i tøffe miljøer der andre materialer raskt ville gått i oppløsning, og de ikke-magnetiske egenskapene gjør dem perfekte til bruksområder som krever ikke-ledende materialer.

Keramiske kuler har eksepsjonell temperaturbestandighet. Hardheten forblir konstant ved 800 grader Celsius, noe som betyr at de tåler høy hastighet uten å deformeres. Disse keramiske kulene kan også brukes i applikasjoner som krever korrosjonsbestandige materialer, for eksempel i sjøvann eller miljøer med sterke syrer eller baser.

Si3n4-kulene utmerker seg ikke bare med sin eksepsjonelle hardhet; den lave tettheten gjør dem også lettere enn stållagre og reduserer sentrifugalkreftene under rotasjon, noe som fører til høyere hastigheter og mindre slitasje på overflatene. I tillegg er de selvsmørende, noe som betyr at de fungerer uten oljebaserte smøremidler som forårsaker forurensningsproblemer.

Produseres gjennom en effektiv prosess fra pulver til ferdig produkt. De sintres enten ved hjelp av GPS (gasstrykksintring) eller HIP (varm isostatisk pressing), avhengig av kundens krav, og slipes deretter for å oppnå jevn størrelse og sfærisk presisjon før de gjennomgår omfattende kvalitetskontrollprosedyrer for å oppfylle de strenge spesifikasjonene som kreves for krevende bruksområder. Dette sikrer at alle produktene våre oppfyller strenge spesifikasjoner som overgår kundenes krav.

Høy korrosjonsbestandighet

Keramiske kuler av silisiumnitrid er keramiske materialer med høy ytelse som brukes i en rekke bruksområder. På grunn av sin motstandskraft mot ekstreme temperaturer, slitasje, slitasje, korrosjon og miljøpåkjenninger er de ideelle valg for kule- og sylindriske rullelagre i verktøymaskiner, bil- og flymotorer samt aluminiumsmelteverk.

Si3n4-kulene har lave friksjonskoeffisienter som minimerer energitap og varmeutvikling, noe som fører til økt effektivitet og lengre levetid for systemet. Den lave koeffisienten gjør dem spesielt egnet for situasjoner som krever høyhastighetsdrift, samtidig som det reduserte behovet for smøring reduserer vedlikeholdskostnadene og øker maskinens driftssikkerhet ytterligere.

Disse kulene har en eksepsjonell hardhet - opptil 20 ganger hardere enn stål - som bidrar til å beskytte lagrene mot skader og forlenge levetiden deres. I tillegg tåler disse kjemisk inerte kulene høye temperaturer, slik at de kan brukes i applikasjoner som involverer kjemisk prosessering eller lignende miljøer.

Produksjonen av disse keramiske kulene begynner med spraytørking av granulat og fortsetter med isostatisk trykkstøping, støping av nettostørrelse, GPS HIP-sintring, sliping og polering. Et strengt inspeksjons- og testprogram sikrer at hvert parti oppfyller strenge krav til styrke og holdbarhet.