如何为工作选择合适的轴承材料 3

我们已经来到了对用于制造滚珠轴承的材料进行深入研究的最后一部分，所有这些材料都可以在广泛的领域中实施。我们希望之前的文章能够启发您在面对各种材料时进行深思熟虑的深刻信息，并最终指导您为您的应用做出最佳轴承材料的明智决定。在 最后一期中，我们将深入探讨由陶瓷材料制成的滚珠轴承，以及它们的不同特性如何影响选择过程。

一、不锈钢环，氮化硅 (Si3N4) 陶瓷球，带塑料冠球固定器

用陶瓷材料制成的轴承属于轴承行业的一个特殊领域。最常见的配置是混合轴承，通常带有不锈钢环和陶瓷球。最常用的陶瓷材料是氮化硅。用这种材料制成的球硬度高达 Rc78，并且表面非常光滑。混合轴承比全不锈钢轴承更昂贵。

当面对极端或苛刻的操作条件时，当今的工程师有很多选择。这种丰富的选择包括使用在各种应用中具有许多优点的陶瓷材料。最常见的用途是用陶瓷材料生产滚动元件（滚珠），内圈和外圈由传统的、经过热处理的铬钢或不锈钢制成。

随着制造技术的进步，全陶瓷轴承也一应俱全。这些轴承具有内圈和外圈以及由陶瓷材料制成的滚动体。虽然混合轴承和全陶瓷轴承需要高价，但在考虑故障成本和最终用户的总拥有成本时，它们通常是最经济的解决方案。

二、最常见的配置是使用铬或不锈钢环和陶瓷球。也可提供氮强化不锈钢环材料

1、最常见的球陶瓷材料是氮化硅 Si3N4。与传统钢球相比，这种材料具有滚动轴承所需的特性，例如：

（1）、重量轻（比轴承钢轻约60%）

（2）、高硬度 — 超过 75 HRc

（3）、更高的弹性模量——更硬

（4）、较低的热膨胀系数

（5）、更高的最高工作温度 — 10000C

（6）、高度抛光的表面光洁度导致较低的摩擦

也可提供由氧化锆 ZrO2 制成的球。这种陶瓷材料的某些特性类似于氮化硅，但不同之处在于它的某些机械和热特性更接近于制成环的合金钢。这对于在较宽的操作温度范围内保持预载和接触角可能是理想的。

2、混合陶瓷轴承的优点：

（1）、更高的刚度和刚度减少挠度

（2）、提高了极限速度，RPM

（3）、粘着磨损少，无冷焊

（4）、更好的润滑剂寿命

（5）、降低噪音水平和振动

（6）、没有电弧通过球

3、混合陶瓷轴承的应用：

（1）、机床主轴

（2）、泵 – 潜水泵、燃油泵、真空泵

（3）、牙钻

（4）、光学扫描仪

（5）、电动机

（6）、航空航天应用

（7）、实验室设备

需要更高速度、更长寿命和更低摩擦的应用

三、全陶瓷轴承

全陶瓷轴承通常适用于极端环境，例如高温、腐蚀性化学品、蒸汽和高真空。这些轴承具有内圈和外圈以及由陶瓷材料制成的滚动体。与混合轴承中的滚珠一样，全陶瓷轴承中的套圈通常由氮化硅 Si3N4 或氧化锆 ZrO2 制成。全陶瓷轴承中的保持器通常由高性能塑料制成，例如 PEEK 或 PTFE。

1、全陶瓷轴承的优点：

（1）、耐酸、盐、水和血液

（2）、非磁性

（3）、较低的摩擦系数

（4）、耐电

（5）、耐腐蚀

（6）、更轻、更光滑、更硬

2、全陶瓷轴承的应用：

（1）、核磁共振设备

（2）、真空环境

（3）、半导体制造

（4）、放疗

（5）、食品加工业

任何需要非腐蚀、非导电或非磁性轴承的极端环境

四、概括

为您的应用选择合适的轴承材料需要的不仅仅是对其化学成分的基本了解。每个类别中都有几个基本选择和一些变体，因此应该比较每个选项的特性和优点——以及优点和缺点——以了解它们将如何影响最终配置。采用此策略将缩小范围，以找到最佳性能和最长使用寿命的最佳选择。