Kullager i kiselnitrid

Kullager med kiselnitrid har utmärkta mekaniska egenskaper som gör dem till ett utmärkt val för högpresterande applikationer, inklusive deras låga densitet, böjhållfasthet och brottseghet.

Kiselnitrid, liksom de flesta keramer, tillverkas genom sintring. Reaktiv varmpressning och trycklös eller standardtrycksintring är några av de vanligaste teknikerna för att producera kiselnitridkeramik.

Lättvikt

Kiselnitrid är ett exceptionellt hårt keramiskt material med låg massa. Denna kombination gör att lager som består av kiselnitrid har mindre glidning och friktion under användning, vilket gör att de kan ta upp större belastningar utan slitage eller skador från friktionsslitage. Dessutom är detta kemiskt inerta material korrosionsbeständigt, vilket gör det idealiskt för applikationer där korrosion kan vara ett problem, t.ex. i MR-maskiner eller utrustning för halvledartillverkning där magnetisk interferens måste undvikas.

Kiselnitridmaterial tål höga temperaturer utan att försämras, till skillnad från stål som börjar förlora sin hårdhet vid 800 grader Fahrenheit. Därför kan kiselnitrid användas i applikationer som utsätts för extrema temperaturvariationer, t.ex. flyg- och rymdutrustning eller höghastighetsmotorer till raketer.

Som en del av produktionsprocessen sintras keramik till önskad form med hjälp av olika metoder som spraytorkning, kallt isostatiskt tryck och net size-gjutning. När de väl är skapade precisionsslipas de för att få jämnhet och sfärisk noggrannhet innan de poleras för att ytterligare minska friktionen och sänka driftskostnaderna. På grund av den minskade friktionsnivån kräver lagren mindre smörjning och energiförbrukning medan minskade vibrationer och buller är en extra fördel när de används för applikationer som kräver tyst drift.

Hög hållfasthet

Kullager av kiselnitrid är starka metallkulor, vilket gör dem till ett bra val för högpresterande applikationer. Deras exceptionella hårdhet gör också att de kan absorbera och överföra stora mängder energi innan de går sönder eller deformeras, vilket ger enastående stötdämpning mot slag.

Keramiska kulor av kiselnitrid är icke-magnetiska och isolerande

Kiselnitridkulor är inte bara hårda, de är också icke-magnetiska - perfekt för applikationer där magnetiska störningar måste elimineras, t.ex. i MR-maskiner eller utrustning för halvledartillverkning. Dessutom bidrar deras isolerande egenskaper till att förhindra elektriska ljusbågar i lager och minska eventuella elektriska skador på maskiner.

De är också exceptionellt starka, med krossbelastningar och brottseghetsnivåer som vida överträffar stålets. Detta gör att de kan absorbera betydande mängder energi innan de ger vika - något som är viktigt i mekaniska system som utsätts för dynamiska påfrestningar.

Keramiska kulor av kiselnitrid är lätta, vilket bidrar till att minimera centrifugalkrafterna vid höghastighetsrotation och därmed gör att de kan arbeta i höga hastigheter utan att producera överdriven friktion som skadar lagren. Dessutom gör deras självsmörjande egenskaper att det inte behövs några dyra smörjmedel - vilket sparar både pengar och eliminerar risken för kontaminering helt och hållet. De tål höga temperaturer utan att förlora i styrka eller hårdhet - något som är viktigt i miljöer med tuffa förhållanden, t.ex. där det förekommer kemikalier som korroderar ytor som t.ex. broar.

Motståndskraft mot korrosion

Kiselnitrid är mycket motståndskraftigt mot korrosion från syror och organiska ämnen, samtidigt som det är elektriskt isolerande, vilket gör det lämpligt för våta miljöer samt applikationer som kräver motståndskraft mot kemisk kontaminering. Tack vare sin dimensionsstabilitet är det dessutom ett idealiskt materialval för höghastighetsapplikationer.

Keramiska hybridkullager med stålringar och rullelement av kiselnitrid möjliggör höghastighetsdrift utan risk för värme, friktion eller föroreningar, vilket gör dem lämpliga för användning i flyg- och rymdapplikationer, elmotorer och medicintekniska produkter. Den låga vikten gör att högre hastigheter kan uppnås mer effektivt samtidigt som centrifugalkrafterna minskar, vilket leder till minskade centrifugalkrafter och buller.

Fullt förtätade HIP-lager i kiselnitrid har en hårdhet och styrka som är jämförbar med stålager vid högre temperaturer och kan hantera förorenade smörjmedel för att förlänga lagrets livslängd under svåra förhållanden.

Genom att lägga till keramiska kulor i rullager ökar bärförmågan och livslängden avsevärt för mekaniska system som spindlar till verktygsmaskiner eller tandläkarborrar. Den låga friktionskoefficienten mellan kulor och löpbanor minskar energiförlusterna samtidigt som noggrannheten förbättras; dessutom minskar behovet av smörjning och driften av lagren påskyndas. Deras seghet, hårdhet och korrosionsbeständighet gör att de tål tunga belastningar under längre perioder samtidigt som de utsätts för tuffa miljöer, vilket ökar systemets totala livslängd.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Kiselnitrid är hårt och hållbart, vilket gör det idealiskt för krävande applikationer som kräver högpresterande lager. Det står emot korrosion från starka kemikalier och andra frätande element och fungerar effektivt även under förhållanden med extrema temperaturvariationer. Dessutom har kiselnitrid överlägsen slitstyrka med låg friktion, vilket leder till minskade underhållskostnader.

Keramikens lägre densitet bidrar till att minska centrifugalkrafterna och möjliggör högre drifthastigheter med större effektivitet. Dessutom hjälper dess ytegenskaper till att bibehålla smörjningen för ökad friktionsminskning och kostnadsbesparande åtgärder.

CoorsTeks avancerade tillverkningskompetens gör det möjligt att konstruera exakta Cerbec-kulor i alla storlekar för användning i tandläkarborrar eller stora vindkraftverk, från mikrolager för tandläkarborrar till stora lager med diametrar från 0,5 mm (0,02 tum).

Keramiken börjar som ett fint pulver och formas till täta sfärer genom spraytorkande granulering, kall isostatisk pressning och GPS HIP-sintring; i slutändan bildas täta sfäriska former. De slipas sedan för enhetlighet och precision så att de uppfyller stränga kvalitetsstandarder innan de poleras till en yta med extremt låg friktion. De genomgår sedan en noggrann inspektion av materialintegriteten med avseende på storlekskonsistens, vilket resulterar i keramiska kulor som överträffar traditionella stållager i krävande applikationer; i slutändan skapas keramiska kulkomponenter som överträffar traditionella lager som används i kompletta keramiska lagerenheter samtidigt som prestanda och livslängd ökar under krävande förhållanden.