氮化硅陶瓷轴承的应用背景及优点与用途

一、氮化硅陶瓷轴承应用背景

氮化硅在轴承上最直接的应用是制作混合轴承。球或滚子是氮化硅材料，内外圈由金属制作的轴承称作混合轴承；作为混合轴承的球或其它滚子，氮化硅的应用市场越来越大，下表列出氮化硅陶瓷作为轴承材料的优点及具体应用。

氮化硅在磨损时表现出与轴承钢相似的特性，即发生剥落形成麻点，而不是完全破碎，摩擦阻力增加噪音增大，但轴承仍可运转。在贫润滑甚至干运转时，遇材质突然破坏时，也能运转，表现良好的应急状态。

二、氮化硅陶瓷轴承的优点

（1）启动力矩小。由于氮化硅陶瓷轴承只有同体积钢球重量的42%，但弹性模量是轴承钢的1.5倍，因而大大降低了启动惯性和滚动摩擦力矩。此外，由于滚动体的离心惯性力变小，使得轴承运转精度对速度不敏感。

（2）使用寿命长。除密度小，降低摩擦功耗提高寿命外，试验表明陶瓷球的滚滑比钢球大，即滑动小，从而温升小，将显著提高轴承寿命。

（3）高刚性。氮化硅陶瓷材料的弹性模量是轴承钢的1.5倍，使用精密陶瓷轴承可以大大提高轴承系统的刚度，因此精密陶瓷轴承特别适用于像滚珠丝杠这样的高精度传动机构。

（4）运转精度对温度不敏感。轴承的线膨胀系数只有钢球的29%，这样在相同温升下陶瓷球的热膨胀只有钢球的29%，因而温升对运转精度影响小。

（5）可靠性高。氮化硅陶瓷轴承在短时间失去润滑的情况下，瞬间不会与套圈发生烧结现象，恢复润滑后仍可继续工作。这样将提高轴承的可靠性，同时也提高了设备的可靠性。

（6）绝缘性好。氮化硅陶瓷材料是无磁性的和绝缘的。精密陶瓷轴承用于丝杠传动轴承，将减少摩擦起电和电荷传递可能引起系统精度改变。

（7）由于陶瓷的弹性模量比钢高，受力时不易变形，因此有利于提高工作速度，并达到较高的精度。

（8）由于陶瓷几乎不怕腐蚀，所以，轴承球适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业。

（9）陶瓷受热胀冷缩的影响比钢小，因而在轴承的间隙一定时，可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。