为什么在超高速应用中使用混合陶瓷球轴承？

首先，让我们介绍一下混合陶瓷球轴承的应用情况。陶瓷材料 (Si3N4) 具有密度低、弹性模量中等、热膨胀系数小、硬度高、耐高温、耐腐蚀、无磁性等优点。以氮化硅陶瓷球为滚动体的混合陶瓷球轴承，可显着提高轴承的接触疲劳寿命，大大拓展了滚动轴承的应用领域，已广泛应用于各种高精度、高速机床、汽车、赛车汽车、地铁、电机、航空发动机、石化机械、冶金机械等领域。目前，氮化硅陶瓷球和Hybird陶瓷球轴承已经开始进入量产阶段。

一、为什么在超高速应用中使用混合陶瓷球轴承?

先看一组实验结论：空载情况下，陶瓷球轴承在低速区的温升与全钢轴承相差不大，但在高速区，温升越高速度越高，温差越大。当达到48000r/min时，陶瓷球轴承的温升比全钢轴承低7~8度。

混合陶瓷球轴承高速温升低：在高速下， Si3N4陶瓷球的离心力和陀螺转矩小，接触压力小，陀螺转矩引起的滑动摩擦小，所以有热量少。

轴承钢/轴承钢组合和Si3N4陶瓷/轴承钢组合在高速下具有不同的抗粘着磨损能力。轴承钢与轴承钢之间的原子亲和力更强，而陶瓷与轴承钢之间的亲和力要弱得多，所以前者更容易发生胶磨损，也会产生更多的热量。

在相同的径向载荷下，在相同的径向载荷下以额定转速运转时，全钢轴承的温升高于混合陶瓷球轴承。但两种轴承的温升在一定载荷范围内变化不大，但陶瓷球轴承在热平衡时，温升稳定区比全钢轴承大，也就是说，陶瓷球轴承在高速大载荷作用下能保持较低的温升。因此，混合陶瓷轴承承受径向载荷。时间，具有优良的高速性能。

Si3N陶瓷的纵向弹性模比轴承钢的纵向弹性模高50%。使用混合陶瓷球轴承可以提高主轴的刚性。离心力和陀螺扭矩减小了接触面的压力和滑动摩擦，温升较低。这不仅提高了轴承的高速能力，而且延长了轴承的使用寿命。

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。除了由陶瓷材料制成的滚动元件外，这些轴承还具有内圈和外圈。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。

二、所以可以在这里看到为什么混合陶瓷球轴承适用于超高速应用

1、密度低由于陶瓷滚动体的密度低，离心载荷小，可以在较高的速度下工作，产生的热量较少。

2、弹性模量中等陶瓷球的弹性模量高于钢制滚动体，提高了轴承的动态刚度，但弹性模量过大会因应力集中而降低轴承的承载能力。

3.热膨胀系数小热膨胀系数小有助于降低对温度变化的敏感性，从而防止卡塞。对于混合陶瓷球轴承，适用的运转速度范围更广。

4、高硬度与高韧性的结合，可以获得更好的表面粗糙度，并能防止外部硬质颗粒和冲击损伤。

5、良好的抗滚动接触疲劳特性，该性能对轴承滚动体的要求非常重要。