Kullager av zirkoniumoxid mot kullager av kiselnitrid

Keramiska lager av zirkoniumoxid (ZrO2) är hårdare och har slätare ytor än kullager av stål eller hybridkullager, och är dessutom 30% lättare - vilket sparar energi motsvarande 1,6 miljoner fat olja per år! Dessutom sparar deras smörjfria design energi motsvarande denna besparing.

Kiselnitridkeramik (Si3N4) finns i en rad olika utmanande miljöer. Tack vare sin hårda yta och förmåga att motstå höga temperaturer är Si3N4-keramik ett utmärkt val för marina applikationer och andra krävande miljöer.

Styrka

Kiselnitridens höga hållfasthet gör det till ett utmärkt materialval för applikationer som kräver stark mekanisk beständighet, som keramiska hybridlager. Keramiska kullager har 40% lägre densitet än kullager av stål och minskar centrifugalkrafterna på ytterringarna för att förhindra glidning samtidigt som de ger upp till 30% högre drifthastigheter med mindre smörjning.

Keramiska lager har större slitstyrka än metallkulor, vilket innebär färre byten och underhållsbehov över tid. Dessutom korroderar inte keramik under tuffa förhållanden med dålig smörjning - ett problem som är vanligt för metallager och som kan orsaka stora störningar.

Keramiska kulor genomgår en exakt tillverkning för att uppnå enhetlig storlek och sfärisk precision - vilket är viktigt när de används som lager - innan de poleras för att få en oavbruten yta som minskar energiförlusterna genom friktion, vilket ökar effektiviteten och förlänger utrustningens livslängd.

Keramiska lager har en överlägsen kemikalie- och korrosionsbeständighet jämfört med metallager, vilket gör att de kan användas i miljöer som inte lämpar sig för traditionella metalllager. Även om keramik kan vara tillräckligt hållbart, bör det noteras att de tenderar att vara mer ömtåliga och inte bör utsättas för chockbelastningar än metallager - vilket gör keramik till ett utmärkt val för krävande applikationer och tuffa arbetsförhållanden.

Termisk expansionskoefficient

Lagerkulor av zirkoniumdioxidkeramik är mycket hårda och slitstarka och ger stor korrosions- och temperaturbeständighet. Dessutom innebär deras låga specifika vikt att de rör sig friare än stålkulor - perfekt för slitagepunkter i instrument som kräver exakt diametertolerans, sonder i koordinatmätmaskiner eller flödesmätare, samt i icke-magnetiska applikationer som kräver elektrisk isolering.

Kiselnitrid är å andra sidan betydligt starkare och har lägre friktion jämfört med zirkoniumoxid, vilket gör det till ett utmärkt val för applikationer som arbetar i tuffa miljöer, som halvledartillverkning. Kiselnitrid är också ett utmärkt materialval för flyg- och rymdtillämpningar eftersom dess motståndskraft mot värme och extrema förhållanden gör det perfekt för turbinerna i NASA:s rymdfärjor, där de ursprungliga stållagren ursprungligen installerades i vakuummiljöer; ingenjörerna uppgraderade senare dessa till kiselnitridlager som gav upp till 40% förbättrad drifttid jämfört med de stållager som ursprungligen användes!

Zirkoniumoxid och kiselnitrid är populära val för industriella applikationer eftersom de är icke-magnetiska, värme- och friktionsbeständiga och har en låg termisk expansionskoefficient. Dessutom tål båda materialen olika miljöförhållanden samt vibrationer och stötar; för att maximera livslängd och prestanda rekommenderas att de används under sin maximala belastning och hastighet.

Motståndskraft mot slitage

Lager av kiselnitrid har en exceptionell slitstyrka med en lägre friktionskoefficient än stål och är dessutom självsmörjande, vilket innebär att de fungerar utan behov av ytterligare smörjning under de flesta förhållanden. Dessutom tål materialet höga temperaturer utan att utsättas för kemisk erosion från syror som ättiksyra eller svavelsyra - vilket gör dem perfekta för användning i tuffa miljöer.

Kiselnitridens lätta konstruktion gör den idealisk för höghastighetsapplikationer, där centrifugalkrafter kan skada eller deformera lager, samtidigt som den ger större lastkapacitet i mindre utrymmen. Dessutom har kiselnitrid en utmärkt elasticitetsmodul, vilket innebär att den kan motstå stora deformationer utan att förlora sin form.

Kiselnitrid skiljer sig avsevärt från metaller genom att det inte expanderar dramatiskt när det utsätts för värme, vilket bidrar till att förhindra att kulor lossnar under drift och minskar utrustningens tillförlitlighet. Dessutom gör detta icke-magnetiska och korrosionsbeständiga material kiselnitrid till ett utmärkt val för marina miljöer eller andra miljöer med frekventa temperaturvariationer.

Kiselnitridens kemiska inertitet gör den idealisk för användning i miljöer som kemisk bearbetning. Eftersom materialet inte reagerar med några korrosiva material, som t.ex. gasturbiner, bidrar det till att förbättra deras effektivitet samtidigt som det bidrar till att öka driftseffektiviteten. Kiselnitrid är också ett bra val för flyg- och militärtillämpningar tack vare sin förmåga att motstå extrema belastningar och temperaturer och kan till och med fungera i vakuummiljöer.

Motståndskraft mot korrosion

Kiselnitrid är mycket motståndskraftigt mot korrosion från vatten, salter och vissa syror som saltsyra, svavelsyra, salpetersyra, alkali och fosforsyra, vilket bidrar till att avsevärt minska korrosionsproblem i kemisk maskinutrustning och marina eller avloppsreningsavdelningar. Dessutom garanterar hållbarheten minimala problem orsakade av korrosion i starka magnetfält eller vid höga temperaturer under långvarig användning.

Dessa egenskaper gör att kullagerkomponenter av silikonnitridkeramik är idealiska för användning i extrema miljöer där stållager kan gå sönder, t.ex. inom flygindustrin eller industriell höghastighetsroterande utrustning. Deras lägre vikt bidrar till att minska centrifugalkrafterna som påverkar spindlar i maskiner, vilket leder till förbättrad prestanda utan behov av extra smörjning för högre hastigheter.

Kiselnitridkeramik har låg densitet som bidrar till att minska vibrationer och avböjning under höghastighetsrotation, vilket förbättrar noggrannheten samtidigt som underhållskostnaderna minskar på grund av minskad utbytesfrekvens och stilleståndstid som orsakas av dåliga körförhållanden. Detta kan avsevärt förbättra utrustningens noggrannhet och samtidigt minska underhållskostnaderna genom att minska utbytesfrekvensen och stilleståndstiden som orsakas av dåliga förhållanden.

Kiselnitridens kemiska inertitet gör att den tål även tuffa miljöer utan att försämras, vilket gör den idealisk för högprecisionsutrustning som verktyg för halvledartillverkning och tandläkarborrar. Dessutom gör den omagnetiska egenskapen att den lämpar sig för applikationer med elektromagnetisk interferens, t.ex. elmotorer.