Zirkoniumoxide vs siliciumnitride kogellagers

Keramische lagers van zirkoniumoxide (ZrO2) zijn harder en hebben gladdere oppervlakken dan stalen of hybride kogellagers. Bovendien zijn ze 30% lichter - een energiebesparing die overeenkomt met een jaarlijkse besparing van 1,6 miljoen vaten olie! Bovendien bespaart hun niet-gesmeerde ontwerp energie die gelijk staat aan deze besparing.

Siliciumnitride (Si3N4) keramiek is te vinden in een groot aantal veeleisende omgevingen. Dankzij het harde oppervlak en het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan, is Si3N4-keramiek een uitstekende keuze voor scheepvaarttoepassingen en andere veeleisende omgevingen.

Sterkte

De hoge sterkte van siliciumnitride maakt het een uitstekende materiaalkeuze voor toepassingen die een sterke mechanische weerstand vereisen, zoals keramische hybride lagers. Met 40% lagere dichtheid dan stalen kogellagers verminderen keramische kogellagers de centrifugale krachten op de buitenringen om slippen te voorkomen, terwijl ze tot 30% hogere snelheden bieden met minder smering.

Keramische lagers hebben een grotere slijtvastheid dan metalen kogels, waardoor ze na verloop van tijd minder vaak vervangen hoeven te worden en minder onderhoud nodig hebben. Bovendien corrodeert keramiek niet onder zware omstandigheden met slechte smering - een probleem dat vaak voorkomt bij metalen lagers en dat voor grote storingen kan zorgen.

Keramische kogels worden nauwkeurig geproduceerd om een uniforme grootte en sferische precisie te bereiken - essentieel bij gebruik als lagers - voordat ze worden gepolijst voor een ononderbroken oppervlak dat wrijvingsverliezen vermindert, de efficiëntie verhoogt en de levensduur van apparatuur verlengt.

Keramische lagers bieden een superieure weerstand tegen chemicaliën en corrosie in vergelijking met hun metalen tegenhangers, waardoor ze gebruikt kunnen worden in omgevingen die ongeschikt zijn voor traditionele metalen lagers. Hoewel keramiek duurzaam genoeg kan zijn, moet je er rekening mee houden dat het fragieler is en niet mag worden blootgesteld aan schokbelastingen dan metalen lagers - waardoor keramiek een uitstekende keuze is voor veeleisende toepassingen en zware werkomstandigheden.

Thermische uitzettingscoëfficiënt

Zirkoniumkeramische kogels zijn zeer hard en slijtvast en bieden een grote weerstand tegen corrosie en temperatuur. Bovendien betekent hun lage soortelijk gewicht dat ze vrijer bewegen dan stalen kogels - perfect voor slijtagepunten in instrumenten die een precieze diametertolerantie vereisen, sondes in coördinatenmeetmachines of debietmeters, evenals niet-magnetische toepassingen die elektrische isolatie vereisen.

Siliciumnitride daarentegen is aanzienlijk sterker en heeft een lagere wrijving in vergelijking met zirkoniumoxide, waardoor het een uitstekende keuze is voor toepassingen in ruwe omgevingen, zoals de productie van halfgeleiders. Siliciumnitride is ook een uitstekende materiaalkeuze voor toepassingen in de ruimtevaart, omdat het bestand is tegen hitte en extreme omstandigheden en daardoor perfect is voor de turbine pompen van de spaceshuttle van de NASA, waar oorspronkelijk stalen lagers werden geïnstalleerd in vacuümomgevingen; ingenieurs hebben deze later geüpgraded naar siliciumnitride lagers die tot 40% langer meegingen dan de oorspronkelijk gebruikte stalen lagers!

Zirkoniumoxide en siliciumnitride zijn populaire keuzes voor industriële toepassingen omdat ze niet-magnetisch, hitte- en wrijvingsbestendig zijn en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt hebben. Bovendien zijn beide materialen bestand tegen verschillende omgevingsomstandigheden en tegen trillingen en schokken; om de levensduur en prestaties te maximaliseren is het aan te raden om ze onder hun maximale belasting en snelheid te gebruiken.

Slijtvastheid

Lagers van siliciumnitride bieden een uitzonderlijke slijtvastheid met een lagere wrijvingscoëfficiënt dan staal en zijn ook zelfsmerend, zodat ze in de meeste omstandigheden zonder extra smering werken. Bovendien is dit materiaal bestand tegen hoge temperaturen zonder te bezwijken onder chemische erosie door zuren zoals azijnzuur of zwavelzuur, waardoor ze perfect zijn voor gebruik in ruwe omgevingen.

De lichtgewicht constructie van siliciumnitride maakt het ideaal voor hogesnelheidstoepassingen, waar centrifugale krachten lagers kunnen beschadigen of vervormen, terwijl het meer belastingscapaciteit biedt in kleinere ruimten. Bovendien heeft siliciumnitride een uitstekende elasticiteitsmodulus, wat betekent dat het bestand is tegen grote vervormingen zonder zijn vorm te verliezen.

Siliciumnitride verschilt aanzienlijk van metalen doordat het niet dramatisch uitzet wanneer het aan hitte wordt blootgesteld, wat helpt voorkomen dat kogels losraken tijdens het gebruik en de betrouwbaarheid van apparatuur vermindert. Bovendien maakt dit niet-magnetische en corrosiebestendige materiaal siliciumnitride een uitstekende keuze voor maritieme omgevingen of andere omgevingen met frequente temperatuurschommelingen.

De chemische inertheid van siliciumnitride maakt het ideaal voor gebruik in omgevingen zoals chemische processen. Omdat het materiaal niet reageert met corrosieve materialen, zoals gasturbines, helpt het hun efficiëntie te verbeteren en de operationele efficiëntie te verhogen. Siliciumnitride is ook een goede keuze voor luchtvaart- en militaire toepassingen omdat het bestand is tegen extreme belastingen en temperaturen en zelfs in vacuümomgevingen kan werken.

Corrosiebestendigheid

Siliciumnitride is zeer goed bestand tegen corrosie door water, zouten en bepaalde zuren zoals zoutzuur, zwavelzuur, salpeterzuur, alkali en fosforzuur, waardoor corrosieproblemen in apparatuur voor chemische machines en afdelingen voor maritieme of rioolwaterzuivering aanzienlijk worden verminderd. Bovendien zorgt de duurzaamheid voor minimale problemen veroorzaakt door corrosie binnen sterke magnetische velden of bij omgevingen met hoge temperaturen voor langdurig gebruik.

Deze eigenschappen maken keramische kogellagercomponenten van siliconen nitride ideaal voor gebruik in extreme omgevingen waar stalen lagers het kunnen laten afweten, zoals in de ruimtevaart of industriële roterende apparatuur met hoge snelheden. Hun lagere gewicht helpt de centrifugale krachten te verminderen die van invloed zijn op de spindels in machines, wat leidt tot betere prestaties zonder dat er extra smering nodig is voor hogere snelheden.

Siliciumnitride keramiek heeft een lage dichtheid die trillingen en doorbuiging tijdens draaien met hoge snelheid helpt verminderen, waardoor de nauwkeurigheid verbetert en tegelijkertijd de onderhoudskosten dalen door een lagere vervangingsfrequentie en minder stilstand door slechte bedrijfsomstandigheden. Dit kan de nauwkeurigheid van apparatuur aanzienlijk verbeteren en tegelijkertijd de onderhoudskosten verlagen door een lagere vervangingsfrequentie en minder stilstand door slechte omstandigheden.

De chemische inertheid van siliciumnitride zorgt ervoor dat het zelfs zware omgevingen kan weerstaan zonder te degraderen, waardoor het ideaal is voor precisieapparatuur zoals gereedschappen voor de productie van halfgeleiders en tandartsboren. Bovendien is het niet-magnetisch, waardoor het geschikt is voor toepassingen met elektromagnetische interferentie, zoals elektromotoren.