氮化硅陶瓷轴承材料具有怎样的优越性？其制备难在哪？

大量实验证明，在高转速环境下工作的精密轴承中“球”是轴承中最薄弱的零件，大约60%-70%的高速轴承失效都是由钢球产生不同程度的疲劳导致的。为了改善高速轴承性能以延长其疲劳寿命，国内外应用结构陶瓷来制造球体或其他轴承零件可显著提高“高速轴承”的使用性能和寿命。 陶瓷种类繁多，但在要求高性能的轴承应用中，氮化硅被认为是具有最佳的机械物理综合特性。

其他陶瓷损坏的话是以灾难性破裂方式产生的，而氮化硅陶瓷则是以类似于轴承钢失效的方式即局部剥落的方式发生的。因此作为滚动轴承用的材料，从滚动疲劳寿命和可靠性的观点看，只有氮化硅才能胜任！下文将对氮化硅轴承材料的优势及其制造做简单的剖析。

1、 比密度小，离心力小-更利于高速运转

氮化硅陶瓷材料的密度约为3.2×103kg/m3，而轴承钢的密度约为7.8×103kg/m3。氮化硅陶瓷密度仅为轴承钢密度的40%左右。当滚动体使用氮化硅陶瓷时，轴承在高速旋转时能有效抑制因离心力作用引起的滚动体载荷的增加。因此，采用低密的氮化硅球更加利于轴承的高转速发展。

2、耐热-可适应更高温工作条件

一般钢制的轴承使用温度超过120℃时，硬度就会降低，滚动寿命也会下降。而氮化硅在400℃范围内完全保持原有硬度，只在约800℃时，其硬度和强度才开始下降。因此，对于用在高温环境的轴承来说，氮化硅材料是非常适合的。例如：航空喷气发动机、燃气轮机、核反应堆系统、X光管钨盘，以及火箭、宇宙飞船中。

3、 线膨胀系数小-可用于环境温度变化领域

氮化硅的线膨胀系数大约是轴承钢的1/4，所以氮化硅轴承材料随温度变化的尺寸变化量小。因此，氮化硅陶瓷材料制备的轴承，可有效的防止轴承材料因温度变化导致尺寸变化而发生“抱死”等现象。从而保证设备的稳定运行，减少因设备故障发生的损失。

4、优异的自润滑性能

氮化硅陶瓷材料本身具有减摩、抗磨、润滑功能，在不良的润滑工况条件下，如贫油润滑、无油干摩擦情况下，显示出优越的减摩自润滑性能，具有良好的应急状态，可以有效避免设备突发故障造成的损失。

5、化学性质稳定-耐腐蚀

氮化硅对大多数酸以及碱具有良好的耐化学稳定性，只有氢氟酸或盐酸与硝酸的混合液能对氮化硅产生腐蚀。因此，氮化硅制备的轴承材料可长时间于腐蚀性的酸、碱、盐等溶液中，相比于钢制轴承而言，其平均寿命将比不锈钢轴承高4-25倍。可应用于化工机械设备、食品、海洋、污水处理等部门使用的机器，降低腐蚀带来的困扰。

6、无磁性、绝缘性

在强磁环境下，使用钢制轴承，从轴承本身磨损下来的微粉被吸附于滚动体和滚动面上，这将成为轴承提早剥落损坏和噪声增大的主要原因。

铁路车辆牵引电机使用轴承钢材料制备轴承会产生电蚀，而引起牵引电机轴承的寿命降低。采用绝缘的全陶瓷氮化硅轴承材料可以有效改善电蚀对轴承的影响。

氮化硅陶瓷球是氮化硅陶瓷轴承中重要的组成部分，氮化硅陶瓷球的制造过程可以分为四个阶段。第一阶段为氮化硅原料制备，即将氮化硅粉料与烧结助剂以一定的比例均匀混合。