Silicon Nitride Kogellagers

Siliciumnitride is een hard materiaal met uitstekende slijtvastheid en stijfheid, dat gebruikt wordt in hybride lagers die bestaan uit stalen ringen met keramische kogels. Door de lagere dichtheid zijn de centrifugale krachten kleiner, waardoor hogere werksnelheden mogelijk zijn.

Door zijn chemische inertie is het bestand tegen ruwe omgevingen, terwijl de elektrisch isolerende eigenschappen elektrische vonken in motoren voorkomen en de levensduur van lagers verlengen.

Lage dichtheid

Siliciumnitride is door zijn lage dichtheid een ideaal materiaal voor lagers. In combinatie met stalen loopvlakken in hybride kogellagers vermindert siliciumnitride het lagergewicht aanzienlijk, waardoor hogere snelheden en een langere levensduur mogelijk zijn dan bij volledig stalen lagers.

Siliciumnitride keramiek blinkt ook uit bij hoge temperaturen; de hardheid van staal heeft de neiging af te nemen naarmate de temperatuur toeneemt, terwijl siliciumnitride keramiek tot 400 graden Celsius hard blijft.

Siliciumnitride onderscheidt zich van andere materialen door zijn lichte gewicht en ongelooflijke corrosiebestendigheid, met inbegrip van fluorwaterstofzuur en mengsels van zoutzuur en salpeterzuur, omdat het extreem corrosiebestendig is. Alleen fluorwaterstofzuur en mengsels daarvan kunnen het effectief aantasten.

Siliciumnitride keramiek biedt meer dan uitstekende weerstand tegen corrosie en temperatuur, het bezit ook uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen en lage wrijving om de levensduur van apparatuur te verlengen. Dankzij deze eigenschappen zijn siliciumnitride keramiek ideale keuzes voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, de industrie en de auto-industrie; hybride lagers die siliciumnitride keramiek combineren met zirconia profiteren ook van verminderde wrijving voor maximale prestaties.

Hoge weerstand tegen corrosie

Siliciumnitride is bestand tegen een grote verscheidenheid aan omgevingsomstandigheden, waardoor het een uitstekende materiaalkeuze is voor gebruik in veeleisende toepassingen. Het is zonder degradatie bestand tegen hoge temperaturen, extreme smeringsomstandigheden en hoge rotatiesnelheden, waardoor het geschikt is voor gebruik in gasturbines, elektromotoren en andere veiligheidskritische apparaten. Bovendien is dit chemisch inerte materiaal bestand tegen corrosie en biedt het operationele betrouwbaarheid, zelfs in maritieme of chemische verwerkingsomgevingen zonder degradatie.

Kogellagers van siliciumnitride hebben een aanzienlijk lagere dichtheid dan hun tegenhangers van staal, waardoor ze over het algemeen lichter zijn en de centrifugale krachten verminderen bij toepassingen met hoge snelheden. Bovendien is hun lagere gewicht bijzonder effectief gebleken bij het verminderen van lawaai en trillingen in machinetoepassingen.

Lagers van siliciumnitride zetten niet uit bij temperatuurschommelingen, waardoor ze zelfs in omgevingen met snel wisselende temperaturen nauwkeurig blijven. Bovendien heeft siliciumnitride een superieure slijtvastheid, zodat ze langer meegaan dan stalen lagers en tijdens hun levensduur minder onderhoud nodig hebben.

Elektrische isolatie

Siliciumnitride keramiek is een sterke elektrische isolator. Het blokkeert effectief stroombanen en voorkomt schade veroorzaakt door vlamboogvorming - iets wat vooral van cruciaal belang is in tractiemotoren voor elektrische voertuigen waar stalen lagerkogels kunnen vlamboogvorming veroorzaken tijdens kortstondig metaal-op-metaalcontact of situaties met hoge spanningen. Hybride lagers met rolelementen van siliciumnitride voorkomen deze vlamboogvorming en verlengen de levensduur van de motor.

Siliciumnitride keramiek heeft veel unieke elektrische eigenschappen. Bovendien vermindert hun lage dichtheid de centrifugale kracht tijdens hogesnelheidsrotaties, waardoor de slijtage aan lagers door centrifugale kracht afneemt en de levensduur van de apparatuur wordt verlengd en de onderhoudskosten afnemen.

Siliciumnitride wordt sterker bij hogere temperaturen en is bestand tegen corrosieve stoffen, waardoor het een ideaal materiaal is voor ruimtevaart en militaire toepassingen. Bovendien biedt siliciumnitride een breder bedrijfstemperatuurbereik dan staal voor gebruik in extremere omgevingen zonder degradatie; bovendien is het bestand tegen oxidatie waardoor het geschikt is voor mariene omgevingen en chemische verwerkingsapparatuur die continu in bedrijf is zonder dat er koelsystemen nodig zijn.

Hoge elasticiteitsmodulus

Siliciumnitride kogellagers worden vervaardigd met behulp van processen die een dichte microstructuur creëren van in elkaar grijpende naaldvormige korrels die deze hybride lagers een grotere stijfheid geven dan stalen lagers, waardoor hogere snelheden mogelijk zijn.

Stalen kogels zijn 59% zwaarder, waardoor centrifugaalkracht en slijtage ontstaan tijdens rotatie met hoge snelheid, waardoor de centrifugaalkracht, energieverliezen en stroomverbruik afnemen, de efficiëntie van het systeem toeneemt en de levensduur wordt verlengd.

Dankzij hun hoge elasticiteitsmodulus kunnen keramische kogels zelfs bij zware belastingen niet afbrokkelen; ze keren na vervorming snel terug in hun oorspronkelijke vorm, wat resulteert in een hoge dynamische belastbaarheid en een verbeterde dynamische belastbaarheid.

Qua hardheid overtreffen ze staal, terwijl hun lineaire uitzettingscoëfficiënt ongeveer een kwart is van die van metalen lagers, waardoor ze gemakkelijk plotselinge temperatuurschommelingen aankunnen en zonder degradatie kunnen werken in zware omgevingen zoals elektromotoren. Bovendien zijn hybride lagers bestand tegen corrosie veroorzaakt door chemicaliën in de olie die wordt gebruikt voor smering, waardoor hun levensduur en prestaties aanzienlijk worden verlengd - in tegenstelling tot metalen die roesten. Bovendien hebben ze helemaal geen oliesmering nodig!

Lage wrijvingscoëfficiënt

Siliciumnitride is een extreem hard en licht materiaal dat ontworpen is om de wrijving tussen lageronderdelen te verminderen voor een betere efficiëntie en warmteontwikkeling in hogesnelheidstoepassingen, waardoor de operationele levensduur wordt verlengd en de onderhoudskosten worden verlaagd.

Keramiek zet niet zo snel uit bij temperatuurschommelingen, waardoor het zijn vorm en grootte behoudt en kleefwrijving voorkomt, waardoor de precisie en stabiliteit toenemen, zelfs in omgevingen met schommelende temperaturen.

Keramische kogels maken hogere snelheden mogelijk met minder centrifugale kracht, waardoor de slijtage afneemt en de operationele efficiëntie verbetert. Bovendien zijn niet-magnetische keramische kogels zeer goed bestand tegen corrosie door zout water, chemicaliën of andere schadelijke materialen en hebben ze bewezen bestand te zijn tegen slijtage die vaak optreedt bij traditionele metalen lagers.