水中优势更加突〇出？氮化硅陶瓷轴№承有何妙方

水中优势更加突出？氮化硅陶瓷轴№承有何妙方

2022-05-19: 来源:让云

轴承的使用十分普遍，外露的内藏的，在许多你不知道的地方或许都有轴承在默默发挥作用。不过随着工业技术的高速发展，下游对轴承的性能要求也越来越高，采用钢质材料的轴承已经无法满足某些场合的需求，比如说∩水环境，就是』钢质轴承的大敌。

一、什么轴承更适合在液体中使用？

直到上世纪80年代，轴承在水下的使用问题依旧让人很头疼，“有没有可在水下使用的↘轴承？”是当时轴承厂商收到最多的↘问题之一。

在当时，陶瓷轴承尚未出现，但许多领域的工作都需要在液体中执行，包括近海设备建造、医药研究和食品生产等。为了完成工》作，当时制造商只能选择带有∩不锈钢轴承的设备。尽管不锈钢具有出色的耐腐蚀性，但它始终是一种软金属，依旧需要经◢常维护和更换，使用成◣本高。因此为了提高轴承的使用寿命，从那时起多个制造商便都致力于耐腐蚀轴承的研究。

常用的材料中，传统ζ的钢制轴承因环境相容性不佳而无ζ法使用；塑料轴承则因疲劳强度、抗蠕变性能差也不予考虑；而陶瓷材料为惰性材料，力∞学性能优秀且几乎不怕腐蚀，在液态环境中适应良好，是最可靠的选择。

二、氮化硅陶瓷的优势

要知道，液态环境往往并不止有普通的水，比如说在航天领域某污水』回收处理系统中，还需添加一定量的』H2SO4和强氧化剂，用于抑制溶液中微生物的增长，因此对轴承的耐腐蚀性↙能提出了更高要求。

Si3N4对大多↙数酸，诸如盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)和磷酸(H3PO4)以及碱，比如苛性纳溶液(NaOH)具有良好的耐化学稳定性。只有∑氢氟酸(HF)和盐酸、硝酸的「混合液(HCl/HNO3)能对Si3N4产生腐蚀。因此用Si3N4做出的陶瓷轴承可长时间工作于腐蚀性的酸、碱、盐等」溶液中，在化学工业或核动力工业，陶瓷轴承可替代化学稳定性差的钢㊣　质轴承，其平均寿命比不锈钢轴承高4~25倍。

三、氮化硅陶瓷轴承

不过单纯耐腐蚀是不够的，轴承的服役寿命和性能同样很●重要，在这些方面有★着“陶瓷王”称号的Si3N4材料同样优势突出，或者说根本不算什么问△题——它不仅耐腐蚀，而且还具有密度小、硬度高、耐高温、电绝缘、不导磁、抗压强〓度高、自润滑性能好等诸多①特点，因此作为轴承材料时具有下方等诸多优势：

1、高速运转性能

对一般轴☉承而言，当速度☉因数DN值在2.5×106以上，其滚动体的离心力便会随转速的升高而急剧◆增大，轴承的滚动接触表面的滑动摩擦加剧，轴承的寿命就随着缩短。但由于氮※化硅陶瓷轴承的密度较低，它在高速∴旋转时陶瓷滚动体产生的离心力大大低于钢质滚动体，使其对外环滚道的压力和交变载荷相应减少，与钢制轴承相比速度可▓提高30%~60%，温升降低30%~50%，并且▓不容易出现“抱轴”现象，其使用寿命比钢制轴承提高3~6倍；同时，滚动体卐的离心力大大减少，由于滚动体的离心力引起的高速打滑现象也大大降低，从而使滚动Ψ 体、保持架组件的惯性力显著※减少。

2、高温性能

温度变化对轴承的滚动疲劳寿命会产生较大影响，通常作为耐热材料使用的M50钢制轴☆承在250℃时的额定寿命约为常温下的1/10。而对于陶瓷轴▼承，由于陶瓷材料具有优异的高温性能，在高温工况下具有很好的滚动疲劳强度，试验结果表明，在1000℃高温下Si3N4还保持相当〖高的抗弯强度，因此陶瓷轴承有较好的接触应力和较长的疲劳寿命。

3、与金ζ　属轴承材料相似的疲劳损坏方式

Si3N4陶瓷ω　作为轴承材料除了以上优异性能外，更重要的是其疲】劳损坏方式是非灾难式的，与轴承钢金属材料类似是发生蚀坑或出现剥落，而氧化铝、氧化○锆与碳化硅陶瓷球的失效形式为碎料。另外，氮化○硅陶瓷球的表面气孔数量、气孔尺寸、气孔分布均匀性、氮化硅陶瓷球表面粗糙度、氮化硅陶瓷球残余应力及︽润滑条件均对氮化硅陶瓷球滚动接【触疲劳强度有较大影响。