Skadedefekter på Si3N4 kullager

Skadedefekter på Si3N4-kulor har en direkt inverkan på deras utmattningslivslängd. Dessa skador kan uppstå på grund av tillverkningsdefekter på insidan eller ytan som påverkar brottseghet, böjhållfasthet och slaghållfasthet.

Traditionell polering med diamantslipmedel lämnar kullagret skadat med repor, gropar och mikrosprickor; detta minskar kullagrets livslängd avsevärt och skadar dess yta.

Motståndskraft mot korrosion

Lager av kiselnitrid är kemiskt inerta, vilket gör dem lämpliga för miljöer där traditionella stållager snabbt skulle brytas ned, t.ex. i utrustning för livsmedelsbearbetning, där lagren kan komma i kontakt med vatten, kemikalier och föroreningar. Dessutom är dessa högtemperaturlager utmärkta kandidater för användning i gasturbiner eller elmotorer.

Kullager i kiselnitrid är betydligt lättare än kullager i stål, vilket minskar centrifugalkraften under rotation och möjliggör högre hastigheter utan att kompromissa med stabilitet eller prestanda. Denna egenskap gör kiselnitridlager idealiska för precisionsapplikationer som flyg- och fordonsindustrin.

Kiselnitridkeramik har också icke-ledande egenskaper som förhindrar elektrisk korrosion - en ovärderlig egenskap i hybridlager som ofta kan komma i kontakt med elektriska strömmar. Med dessa fördelar och mycket mer har kiselnitridkeramik blivit det självklara materialvalet för krävande applikationer.

För att säkerställa kvaliteten på våra si3n4-kullager följer vi en strikt tillverkningsprocess från granulering av råmaterial genom spraytorkning, kall isostatisk tryckgjutning, gjutning av nätstorlek, GPS HIP-sintring och högeffektiv slipning och polering. Detta resulterar i keramiska kulor med hög precision och minskad friktion och slitage som uppfyller stränga specifikationer; de testas och inspekteras innan de skickas ut för testning, vilket gör våra lager till det bästa valet för industriella och höghastighetsapplikationer.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Kiselnitrid (Si3N4) är ett av de mest termodynamiskt stabila tekniska keramiska materialen. Dessutom har det hög hållfasthet och hållbarhet för att klara krävande applikationer inom flyg- och höghastighetsutrustning, samt är motståndskraftigt mot höga temperaturer och kemikalier som orsakar korrosion. Dessa egenskaper gör Si3N4 till ett idealiskt materialval.

Kulor av kiselnitrid ger tydliga fördelar jämfört med stållager när det gäller viktbesparingar och minskad friktion, med mindre centrifugalkraft som krävs för att driva dem och mindre värme som genereras under deras roterande drift. De är ett perfekt val för applikationer som kräver jämn rotation med hög hastighet.

Si3N4 är icke-magnetiskt och elektriskt isolerande, vilket gör det till ett utmärkt val för applikationer med högt vakuum. Dessutom är materialet motståndskraftigt mot kemisk korrosion - även exponering för starka syror och alkalier har liten inverkan - samtidigt som det är idealiskt för marin användning (det kan till och med vara helt nedsänkt utan att skadas av sin omgivning).

Si3N4 har också utmärkt slitstyrka, vilket gör att det förblir exakt och stabilt när temperaturen fluktuerar, vilket minskar frekvensen av underhållsbesök och sänker driftskostnaderna ytterligare. Dessa fördelar gör kiselnitrid till ett attraktivt alternativ för flyg- och rymdindustrin och andra krävande applikationer; dess låga friktion bidrar till att minimera energiförluster samtidigt som utrustningens effektivitet ökar, vilket ytterligare minskar underhållskostnaderna samtidigt som lagrens livslängd förlängs, vilket minskar frekvensen av utbytes- eller reparationsbehov.

Hög hållfasthet

Kiselnitridkeramik har hög hållfasthet, vilket innebär att den kan motstå enorma mekaniska påfrestningar. Denna egenskap gör kiselnitrid till ett utmärkt materialval för verktygsmaskiner och hydrauliska applikationer där lagren måste klara tunga belastningar vid höga hastigheter; dessutom förhindrar dess styrka deformation under belastning som kan orsaka skador eller förtida fel på lagren.

Lager av kiselnitrid är lätta och minskar centrifugalkraften. Detta gör dem idealiska för höghastighetsapplikationer där andra kullager kan skadas av värme och friktion, t.ex. elmotorer där kopparlager kan orsaka elektrolytisk korrosion som leder till tidiga fel. Den elektriska isoleringen av kiselnitrid skyddar också mot elektrolytisk korrosion - en viktig egenskap i elmotorer där kopparlager annars skulle kunna leda till elektrolytisk korrosion som leder till tidiga fel.

Kiselnitridens låga linjära expansionskoefficient innebär att lagren inte låser sig eller fastnar under temperaturväxlingar, till skillnad från rostfritt stål som kan orsaka problem med axelpassningar och dimensionsförändringar när det utsätts för temperaturväxlingar. Dessutom minimerar den låga friktionskoefficienten energiförluster för förbättrad systemprestanda i de system där dessa lager används.

Kiselnitrid är icke-magnetiskt och idealiskt för medicintekniska produkter som MRI-maskiner där magnetiska material kan störa bildprocessen. Materialet har dessutom en exceptionell kemisk beständighet som gör att det kan användas i marina applikationer eller utrustning för kemisk bearbetning.

Tålighet

Kiselnitrid är ett extremt hårt och hållbart keramiskt material som står emot deformation väl - en fördel i höghastighetslager där centrifugalkrafter ökar belastningen på rullelementen. Den låga densiteten hos kiselnitrid minskar dessutom energiförlusterna som orsakas av friktion och värmeutveckling, vilket bidrar till ökad systemeffektivitet och livslängd.

Kiselnitrid har en jämn styrka över temperaturgradienter och en expansionskoefficient som är lägre än zirkoniumdioxid eller aluminiumoxid, vilket gör det lämpligt för användning i gasturbiner med höga temperaturer utan att försämras i tuffa korrosiva miljöer. Dessutom har kiselnitrid utmärkt utmattningshållfasthet vid rullande kontakt, vilket bidrar till att förhindra den katastrofala spjälkning som är vanligt förekommande i lagermaterial av zirkoniumoxid.

Ett innovativt mekaniskt test har tagits fram för att exakt utvärdera brottsegheten hos kiselnitridkulor. I detta test används en diametralt komprimerad kula med hemisfäriska formar. Dragspänning appliceras på kulans ekvator och en förspricka placeras nära dess centrum; mätningar av spricktillväxthastighet och intrycksbaserade beräkningsmetoder bestämmer värden för brottseghet, vilket ger resultat som stämmer väl överens med publicerade värden.

Partikeldefekter som por- och sprickdefekter kan skada keramiska kulor och förkorta deras livslängd, ofta som ett resultat av antingen sintringsprocessen eller slipning/lappningsnötning. För att förstå vad som orsakar sådana ytdefekter krävs omfattande kunskaper om deras mekanik i förhållande till utmattningsprestanda i keramiska kullager.