Varför keramiska kulor av kiselnitrid är så användbara i lager

Keramiska kulor av kiselnitrid är 25% lättare än stål och erbjuder överlägsen prestanda. De är icke-magnetiska, korrosionsbeständiga och självsmörjande för ökad användarvänlighet. Dessutom är de icke-ledande och kan därför användas även vid högre temperaturer!

CMRF är en effektiv metod för ytbehandling av keramiska kulor av typen Si3N4. Metoden ger släta kulor samtidigt som poleringsspåren sprids ut jämnt.

Egenskaper

Kiselnitrid utmärker sig bland metallerna genom att den kan omvandlas till hårda keramiska kulor utan att deformeras eller gå sönder. Detta gör si3n4-keramikbollar särskilt användbara i applikationer som lager.

Si3n4-keramiska kulor kombinerar hårdhet med låg vikt och låg friktionskoefficient för större mångsidighet än stållager när det gäller att arbeta i högre hastigheter utan att producera överdriven värme, vilket förlänger komponenternas livslängd som ett resultat.

Korrosionsbeständighet är en annan viktig egenskap hos si3n4-keramikkulor, vilket innebär att de kan klara även tuffa miljöer utan att påverkas av fukt eller syror. Den här egenskapen gör lagren ännu mer tillförlitliga.

Kiselnitrid har också en hög elasticitetsmodul, vilket gör det lätt för deformerade delar att återgå till sin ursprungliga form om de deformeras - en egenskap som gör kiselnitrid till ett utmärkt materialval för mekaniska system som kräver exakt noggrannhet.

ZYS si3n4 keramiska kulor tillverkas genom spraytorkgranulering, gjutning av nätstorlek, GPS HIP-sintringsprocess och precisionsslipning för att producera extremt enhetliga kulstorlekar och sfärisk precision, vilket överstiger industrins prestandastandarder i prestandastandarder. Vår precision gör att vi kan leverera högkvalitativa produkter till lagerindustrin.

Tillämpningar

Kiselnitridkeramer är ett idealiskt materialval för högpresterande lagerapplikationer tack vare sin överlägsna styrka och hårdhet som gör att de tål nötning, korrosion, extrema temperaturer och kemisk inertitet; dessutom erbjuder de kemiska och elektriska isoleringsegenskaper samtidigt som de är kemiskt inerta. Deras inneboende materialegenskaper minskar också slitage och friktion och förlänger livslängden på mekaniska system.

Si3n4 keramiska kulor används oftast i hybrid- eller helkeramiska kullager, som används i verktygsmaskiner, pumpar och annan utrustning som kräver högpresterande lager med precisionstoleranser. På grund av sin låga densitet, ljudnivå och snabba driftshastigheter är de idealiska för krävande arbetsmiljöer.

Kiselnitridkeramik skapas genom en serie processer som omfattar spraytorkande granulering, kall isostatisk pressning, precisionsgjutning, GPS HIP-sintring och avancerad slipningsteknik. Dessa processer gör det möjligt att uppnå G5-precision (GB/T308 2002) och materialkvalitet av grad 1. Under vissa förhållanden kan dessa motorer arbeta utan att behöva smörjas, vilket minskar underhållsbehovet och eliminerar potentiella källor till kontaminering med smörjmedel. Dessutom ger de inneboende materialegenskaperna korrosionsbeständighet som gör att de kan fungera även i tuffa miljöer. HIP-sintring kan vara särskilt fördelaktigt i tuffa kemiska miljöer. HIP-sintring ger kulor av överlägsen kvalitet med större hårdhet och jämnhet än konventionella slipmetoder, vilket eliminerar ytdefekter som gropar och repor som orsakar fel på keramer. När keramerna har sintrats genomgår de ytterligare bearbetning, inklusive precisionsslipning och polering.

Tillverkning

Kiselnitrid är ett idealiskt material för cykellager på grund av dess låga densitet och rotationströghet, vilket förbättrar prestanda och effektivitet. Dessutom har denna keramik utmärkta elektriska isoleringsegenskaper och är dessutom korrosionsbeständig. För att producera keramiska kulor måste tillverkarna först spraytorka sitt råmaterial för att minska partikelstorleken; efterföljande steg inkluderar kall isostatisk tryckgjutning gjutning av nätstorlek GPS HIP-sintringsprocess exakt slipning och bearbetning; slutligen når de grad 1-noggrannhet för noggrannhet i sin slutprodukt.

Tillverkning av keramiska kulor är en komplicerad process som kräver exakt slipning och polering för bästa resultat. Detta är särskilt viktigt med hjul med större diameter som kan uppvisa betydande mekanisk tröghet eller friktionsförluster; dessutom måste deras ytor vara fria från repor eller föroreningar som kan hindra korrekt prestanda.

Forskare vid Stanford Advanced Materials (SAM) har tagit fram en innovativ magnetorheologisk poleringsteknik för kluster. Genom att kombinera ultraljudsvibrationer med mekanisk bearbetning har detta tillvägagångssätt visat sig vara effektivt för att öka poleringseffektiviteten för keramiska kulor samtidigt som ytkvaliteten och formnoggrannheten bibehålls.

Detektering av defekter

Ultrasonic resonance spectroscopy tillhandahåller en oförstörande testmetod för kiselnitridkeramiska lagerkulor med hjälp av ultraljudsresonansspektroskopi. Denna testteknik kan excitera sfäroida vibrationer i keramiska kulor och detektera dem över ett brett frekvensområde, vilket ger information om deras elastiska parametrar samt potentiella ytdefekter som gropar och repor.

Under tillverkningsprocessen kan keramiska kulors ytor utsättas för skador som kan påverka hårdheten och brottsegheten. Defekter kan uppstå på grund av slipande/lappande partiklar som används vid slipning/lappning eller inre defekter under sintring; deras svårighetsgrad kan bedömas utifrån längd, djup, form eller andra kriterier som förhållandet längd/djup/form; gropdefekter, slitagedefekter, skrapdefekter och snöflingedefekter kan alla spela en roll.

För att maximera effektiviteten i detekteringen av dessa defekter har ett maskinseendebaserat inspektionssystem skapats. Bilder av defekter som samlas in med hjälp av systemet bearbetas sedan genom en algoritm som använder förbättrade homomorfiska filter för att filtrera bort konvolutionsbrus och vissa blandade signaler samt stationär wavelet-inversion och adaptiva icke-linjära förbättringstekniker för att förbättra defekterna. Denna metod har hög detekteringsnoggrannhet för alla typer och storlekar av defekter och är samtidigt mycket kostnadseffektiv - perfekt för användning på olika produkter!