Silicon Nitride Kogellagers

Kogellagers op basis van siliciumnitride hebben uitstekende mechanische eigenschappen waardoor ze een uitstekende keuze zijn voor toepassingen met hoge prestaties, zoals hun lage dichtheid, buigsterkte en breuktaaiheid.

Siliciumnitride wordt, zoals de meeste keramische materialen, geproduceerd door sinteren. Reactief warmpersen en sinteren zonder druk of onder standaarddruk behoren tot de gebruikelijke technieken om siliciumnitride keramiek te produceren.

Lichtgewicht

Siliciumnitride is een uitzonderlijk hard keramisch materiaal met een lage massa. Deze combinatie zorgt ervoor dat lagers die samengesteld zijn uit siliciumnitride minder slippen en wrijving ondervinden tijdens het gebruik, waardoor ze grotere belastingen aankunnen zonder slijtage of schade door wrijvingsslijtage. Bovendien is dit chemisch inerte materiaal bestand tegen corrosie, waardoor het ideaal is voor toepassingen waar corrosie een probleem kan zijn, zoals MRI-machines of apparatuur voor halfgeleiderfabricage waar magnetische interferentie moet worden vermeden.

Siliciumnitride materiaal is bestand tegen hoge temperaturen zonder degradatie, in tegenstelling tot staal dat hardheid begint te verliezen bij 800 graden Fahrenheit. Daarom kan siliciumnitride worden gebruikt in toepassingen die gevoelig zijn voor extreme temperatuurschommelingen, zoals apparatuur voor de ruimtevaart of snelle raketmotoren.

Als onderdeel van hun productieproces worden keramische materialen gesinterd tot de gewenste vorm via verschillende methoden zoals sproeidrogen, koude isostatische druk en net size molding. Eenmaal gevormd worden ze met precisie geslepen voor uniformiteit en sferische nauwkeurigheid voordat ze gepolijst worden om de wrijving verder te verminderen en de bedrijfskosten te verlagen. Door de verminderde wrijving hebben de lagers minder smering en energie nodig, terwijl minder trillingen en geluid een bijkomend voordeel zijn wanneer ze gebruikt worden voor toepassingen die een stille werking vereisen.

Hoge sterkte

Siliciumnitride kogellagers zijn sterke metalen kogels, waardoor ze een goede keuze zijn voor toepassingen met hoge prestaties. Door hun uitzonderlijke hardheid kunnen ze ook grote hoeveelheden energie absorberen en overbrengen voordat ze breken of vervormen, waardoor ze uitstekende schokabsorptie bieden tegen schokken.

Silicium Nitride Ceramische Ballen zijn niet-magnetisch en isolerend

Siliciumnitride kogels zijn niet alleen hard, ze zijn ook niet-magnetisch - perfect voor toepassingen waar magnetische interferentie geëlimineerd moet worden, zoals in MRI-machines of apparatuur voor de productie van halfgeleiders. Bovendien helpen hun isolerende eigenschappen elektrische vonken in lagers te voorkomen en elektrische schade aan machines te beperken.

Ze zijn ook uitzonderlijk sterk, met breekbelastingen en breuktaaiheden die die van staal ver overtreffen. Hierdoor kunnen ze aanzienlijke hoeveelheden energie absorberen voordat ze het begeven - iets wat essentieel is in mechanische systemen die onderhevig zijn aan dynamische spanningen.

Keramische kogels van siliciumnitride zijn licht van gewicht, waardoor de centrifugale krachten tijdens het draaien met hoge snelheden worden geminimaliseerd en ze dus op hoge snelheden kunnen draaien zonder overmatige wrijving te produceren die de lagers beschadigt. Bovendien maken hun zelfsmerende eigenschappen dure smeermiddelen overbodig, wat geld bespaart en vervuilingsrisico's uitsluit. Ze zijn bestand tegen hoge temperaturen zonder aan sterkte of hardheid in te boeten - iets wat essentieel is in omgevingen met zware omstandigheden zoals die met chemicaliën die oppervlakken zoals bruggen aantasten.

Corrosiebestendigheid

Siliciumnitride is zeer goed bestand tegen corrosie door zuren en organische stoffen en is ook elektrisch isolerend, waardoor het geschikt is voor natte omgevingen en toepassingen die bestand moeten zijn tegen chemische verontreiniging. Bovendien is het door zijn maatvastheid een ideale materiaalkeuze voor toepassingen met hoge snelheden.

Hybride keramische kogellagers met stalen ringen en rolelementen van siliciumnitride maken hoge snelheden mogelijk zonder risico op hitte, wrijving of vervuiling, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in ruimtevaarttoepassingen, elektromotoren en medische apparatuur. Door hun lage gewicht kunnen hogere snelheden efficiënter bereikt worden, terwijl de centrifugale krachten afnemen, wat resulteert in minder centrifugale krachten en geluidshinder.

Volledig verdichte HIP-lagers van siliciumnitride bieden een hardheid en sterkte die vergelijkbaar is met stalen lagers bij hogere temperaturen, en kunnen omgaan met vervuilde smeermiddelen om de levensduur van de lagers in moeilijke omstandigheden te verlengen.

Door keramische kogels toe te voegen aan wentellagers wordt de draagcapaciteit en levensduur van mechanische systemen zoals spindels van bewerkingsmachines of tandartsboren aanzienlijk verhoogd. Hun lage wrijvingscoëfficiënt tussen kogels en loopbanen vermindert energieverlies en verbetert de nauwkeurigheid; bovendien is er minder smering nodig en werken de lagers sneller. Door hun taaiheid, hardheid en corrosiebestendigheid kunnen ze gedurende langere perioden zware belastingen verdragen terwijl ze worden blootgesteld aan ruwe omgevingen, waardoor de totale levensduur van het systeem toeneemt.

Weerstand tegen hoge temperaturen

Siliciumnitride is hard en duurzaam, waardoor het ideaal is voor veeleisende toepassingen die krachtige lagers vereisen. Het is bestand tegen corrosie door agressieve chemicaliën en andere corrosieve elementen en werkt zelfs efficiënt onder omstandigheden met extreme temperatuurschommelingen. Bovendien heeft siliciumnitride een superieure slijtvastheid met een lage wrijving, wat resulteert in lagere onderhoudskosten.

De lagere dichtheid van keramiek helpt de centrifugale krachten te verminderen en hogere werksnelheden met een grotere efficiëntie mogelijk te maken. Bovendien helpen de oppervlakte-eigenschappen om smering vast te houden voor een grotere wrijvingsvermindering en kostenbesparende maatregelen.

CoorsTek's geavanceerde productie-expertise maakt het mogelijk om precieze Cerbec kogels van elke grootte te ontwikkelen voor gebruik in tandartsboren of grote windturbines, van microlagers voor tandartsboren tot grote lagers met diameters variërend van 0,5 mm (0,02 inch).

De keramiek begint als fijn poeder en wordt gevormd tot dichte bollen door middel van sproeidrogen granulatie, koud isostatisch persen en GPS HIP sinteren; uiteindelijk worden er dichte bolvormen gevormd. Vervolgens worden ze geslepen voor uniformiteit en precisie om te voldoen aan strenge kwaliteitsnormen voordat ze worden gepolijst tot een extreem wrijvingsarme afwerking. Dit resulteert in keramische kogels die traditionele stalen lagers in veeleisende toepassingen overtreffen. Uiteindelijk ontstaan keramische kogelcomponenten die beter presteren dan traditionele lagers die gebruikt worden in volledige keramische lagersamenstellingen, terwijl de prestaties en levensduur onder zware omstandigheden toenemen.