陶瓷球轴承介绍

一、陶瓷球轴承介绍

在工程陶瓷产品的开发设计运用中，陶瓷球轴承是工程陶瓷在工业范畴广泛运用的经典案例，受到许多 国家的重视，在高速精密轴承中，运用较多的是混合陶瓷球轴承，即滚动体使用热压Si3N4陶瓷球，轴承圈仍为钢圈。这类轴承标准化程度高，对机床结构变动小，方便维修保养，尤其适用于高速运转场合，其组装的高速电主轴，具备高速、高度刚、大功率、寿命长这些优势。

这是因为陶瓷球自身具备自润滑特性，因此 润滑可以按使用规定，可以有润滑脂也能够不加入润滑脂。密封件也是可以根据使用规定，选择陶瓷球是不是带密封件。

保持器也是可以根据使用规定是不是采用，因此套圈、滚动体是轴承两个千万不能缺少的要素，当这两个要素不是同一种材料时，就得到了混合轴承的说法。

二、优势

耐高温： 陶瓷球热膨胀系数小，在高温状态下不容易因温度普遍的缘故造成轴承球膨胀，如此一来极大的提高了整个轴承的使用温度普遍，普通轴承的温度普遍在160℃上下，而陶瓷球的可以到达220℃之上。陶瓷球具备无油自润滑特性，陶瓷球摩擦系数小，因此 陶瓷球轴承具备很高的转动速度。依据统计分析选用陶瓷球轴承是普通轴承的转动速度1.5倍之上的转动速度。

长寿命： 陶瓷球可以不添加任何油脂，换句话说即便 油脂干掉了，轴承依然可以正常的运行的，如此一来就可以防止普通轴承中因油脂干掉了造成的轴承太早受损现象的产生，依据测试和调研一部分陶瓷球轴承的顾客，获得的反馈都是陶瓷球后的轴承的使用时间是普通轴承的2-3倍。

转动速度高： 陶瓷球具备无油自润滑特性，陶瓷球摩擦系数小，因此 陶瓷球轴承具备很高的转动速度。依据统计分析选用陶瓷球轴承是普通轴承的转动速度1.5倍之上的转动速度。

耐腐蚀： 因为陶瓷基本上不担心腐蚀，因此 ，陶瓷滚动轴承适用于在布满腐蚀介质的状态下运行。

密度小、弹性好： 因为陶瓷滚动小球的密度比钢低，重量更要轻得多，所以转动时对外圈的离心作用可降低40%，从而使用时间能大大延长。也因为陶瓷的弹性模量比钢高，承受力时难于变形，所以有益于提升工作速度，并到达较高的精度。

绝缘： 最后这个优势，也是最主要的优势。绝缘，选用陶瓷球的轴承，可以使轴承的内外圈相互绝缘，因陶瓷球是绝缘体，在轴承的内外圈相互用陶瓷球，就可以到达绝缘的效果，如此一来就可以使轴承在导电的状态下使用。滚动轴承由套圈、滚动体、保持器、润滑脂、密封件组成，当滚动体选用陶瓷材料后，这类滚动轴承定义为陶瓷球轴承。

三、用途和分类

（1）高速轴承：有着耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点，可选用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中。

（2）耐高温轴承：材料自身就有着耐高温度1200℃，而且自润滑性好，使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可选用在炉窑，制塑、制钢等高温设备中。

（3）耐腐蚀轴承：材料自身有着耐腐蚀性，能够选用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域。就像：电镀设备，电子设备，化工机械，船舶制造，医疗器械这些等等。

（4）防磁轴承：因无磁不吸粉刺，可减少轴承提前剥落、噪音大。可以使用在退磁设备，或者是精密仪器等领域。

5）电绝缘轴承:因电阻力高，可避免电弧损伤轴承，可以使用在很多要求绝缘的电力设备中。

（6）真空轴承：因陶瓷材料独具的无油自润滑性，在超高真空环境中，能够克服普通轴承没有办法确保的润滑之难题。

四、特点

实际证明，作为轴承材料还务必有着在不同温度下的尺寸稳定性，以 保障轴承在温度变化的工作环境下，任然保持精密的尺寸和精确的配合，在特定环境下还务必具备抗腐蚀、抗分解能力．总而言之，用于制造滚动轴承零件的陶瓷材料应具备下列使用性能特点：

1)低密度．因为滚动体密度减少，高速工作时其离心载荷也减少，进而可在更高转速下工作．2)适中弹性模量．弹性模量太大会因应力集中而降低轴衬的承载能力．3)热膨胀系数小．减少对温度变化的敏感性，使轴承工作环境温度范围更宽．4)高抗压强度．抗压强度高是滚动轴承承受高应力的需要．5)高硬度和高韧性．这两个特点结合在一起可得到比较好的外表粗糙度；并且能避免外界粒子和冲击的损伤．6)优良的抗滚动接触疲劳性和有着剥落失效模式．7)特定场合应有着耐高温、耐腐蚀和稳定性。

套圈和滚动体接触点遭受到外加负荷和旋转的作用，因此重复形成接触压力和变形。因为钢制轴承自身材料使用性能特点，轴承失效的关键形式是疲劳剥落，疲劳周期短，运用范围遭受到较大限定。而陶瓷材料有着低密度，适中弹性模量，热膨胀系数小，硬度高，耐高温，耐腐蚀，无磁等优点，以氮化硅陶瓷球为滚动体的陶瓷球轴承可明显提升轴承接触疲劳使用期限，很大程度扩展了滚动轴承的应用范围，已广泛运用于各类高精度、高转速机床，汽车、赛车、地铁、电机、航空发动机、石油化工机械、冶金机械等行业。

五、材料分类

（1）氧化锆

（2）氮化硅

（3）满装球

（4）混合型

六、发展趋势

因为陶瓷球轴承是一个重要的机械基础零部件，它具备金属轴承无可比拟的出色特性，所以，在各行各业中都获得了日益广泛的运用．从运用的效果上看，最突显的效果是较大地提升 了轴承的使用期限和极限转速，为发展高速、高精度机床供应了基础零部件．此外，在高温、腐蚀、绝缘、真空等行业的运用也已得到了显著成绩．由于它运用范围较广，所以，为其发展产生了更多的生机和活力。

此外，开发人员应特别注意那些金属轴承无法胜任的、而陶瓷轴承完完全全有实力去取代的最普通的工作．如生活污水处理、海洋开发、石油勘探、医药卫生、食品工业等诸多领域中实际使用的一般精度级别，中、低转速，规定轴承要能有耐一定浓度的酸、碱、盐腐蚀，耐几百度高温，不导磁、电，不含毒性，可在无油或利用工作介质自身润滑的工作领域．这一些领域运用的轴承占特种轴承运用的比例特别大，市场巨大，非常值得大家开发．研发机构应抓住机遇，开拓市场，降低制造成本，促进高性能陶瓷材料的规模化生产，使具备巨大市场前景的陶瓷材料的运用早日实现产业化发展。