Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2023-02-02 Происхождение:粉体圈儿
Большое количество экспериментов доказало, что «шар» является самой слабой частью прецизионных подшипников, работающих в условиях высоких скоростей, и около 60–70% отказов высокоскоростных подшипников вызваны усталостью стальных шариков разной степени.Чтобы улучшить характеристики высокоскоростных подшипников и продлить их усталостную долговечность, применение конструкционной керамики для производства шариков или других деталей подшипников в стране и за рубежом может значительно улучшить производительность и срок службы «высокоскоростных подшипников».
Существует большое разнообразие керамики, но в подшипниках, где требуется высокая производительность, считается, что нитрид кремния имеет наилучшее сочетание механических и физических свойств.Важная причина заключается в том, что другая керамика повреждается катастрофически, а керамика из нитрида кремния повреждается аналогично разрушению подшипниковой стали, то есть локальному отколу.Поэтому в качестве материала подшипников качения с точки зрения усталостной долговечности и надежности качения может подойти только нитрид кремния!Ниже будет простой анализ преимуществ подшипниковых материалов из нитрида кремния и их производства.
①Меньше плотности, небольшая центробежная сила - больше способствует высокоскоростной работе.
Плотность керамического материала из нитрида кремния составляет около 3,2×103 кг/м3, а плотность подшипниковой стали – около 7,8×103 кг/м3.Плотность керамики из нитрида кремния составляет всего около 40% плотности подшипниковой стали.Когда в теле качения используется керамика из нитрида кремния, подшипник может эффективно сдерживать увеличение нагрузки на тело качения, вызванное центробежной силой при высокоскоростном вращении.Таким образом, использование шариков из нитрида кремния низкой плотности более способствует высокоскоростной разработке подшипников.
②Теплостойкость - может адаптироваться к условиям работы при более высоких температурах.
Обычно стальные подшипники используют при температуре более 120 ℃, твердость снижается, срок службы качения также снижается.Однако нитрид кремния полностью сохраняет свою первоначальную твердость в диапазоне 400℃, и только примерно при 800℃ его твердость и прочность начали снижаться.Поэтому для подшипников, используемых в условиях высоких температур, очень подходит материал из нитрида кремния.Например: авиационные реактивные двигатели, газовые турбины, ядерные реакторные установки, вольфрамовый диск рентгеновской трубки, а также ракеты, космические корабли.
③ Малый коэффициент линейного расширения - может использоваться при изменении температуры окружающей среды.
Коэффициент линейного расширения нитрида кремния составляет около 1/4 от коэффициента линейного расширения подшипниковой стали, поэтому изменение размера подшипникового материала из нитрида кремния при изменении температуры невелико.Таким образом, подшипник, изготовленный из керамического материала из нитрида кремния, может эффективно предотвращать «блокировку» материала подшипника из-за изменения размера, вызванного изменением температуры.Чтобы обеспечить стабильную работу оборудования, сократите потери, вызванные выходом оборудования из строя.
④Отличные характеристики самосмазывания.
Керамический материал из нитрида кремния сам по себе обладает антифрикционными, противоизносными и смазочными функциями, в плохих условиях смазки, таких как смазка бедным маслом, отсутствие трения в сухом масле, демонстрирует превосходные антифрикционные характеристики самосмазывания, имеет хорошее аварийное состояние, может эффективно избежать внезапного отказа оборудования, вызванного потерей.
Шарик из нитрида кремния горячего прессования «становится гладким» после 10 лет работы
⑤ Стабильные химические свойства – коррозионная стойкость.
Нитрид кремния обладает хорошей химической стойкостью к большинству кислот и оснований.Только плавиковая кислота или смесь соляной и азотной кислот могут разъедать нитрид кремния.Таким образом, материал подшипника, изготовленный из нитрида кремния, может длительное время находиться в агрессивных кислотах, щелочах, солях и других растворах, по сравнению со стальными подшипниками, его средний срок службы будет в 4-25 раз выше, чем у подшипников из нержавеющей стали.Может использоваться в химическом оборудовании, пищевой, морской, очистке сточных вод и других подразделениях, используемых в машине, уменьшая проблемы, вызванные коррозией.
⑥ Отсутствие магнетизма, изоляция
В сильной магнитной среде, при использовании стальных подшипников, из-за износа самого подшипника порошок адсорбируется на теле качения и поверхности качения, что становится основной причиной раннего растрескивания и увеличения шума подшипников.Использование подшипниковой стали для тяговых двигателей железнодорожного транспорта вызовет электрическую коррозию и сократит срок службы подшипников тягового двигателя.Использование изолированного керамического материала подшипника из нитрида кремния может эффективно уменьшить воздействие электрической коррозии на подшипник.
Керамический шарик из нитрида кремния является важной частью керамического подшипника из нитрида кремния.Процесс производства керамического шарика из нитрида кремния можно разделить на четыре этапа.Первым этапом является подготовка сырья Si3N4, то есть порошок Si3N4 и спекающие добавки равномерно смешиваются в определенной пропорции.Второй этап - это формование керамического шарика из нитрида кремния, обычно используемое экструзионное формование, литье под давлением, формование сухим прессованием, формование цементным раствором и другие методы формования.Третий этап - спекание с уплотнением керамических шариков si3N4. Методы спекания включают атмосферное спекание, спекание горячим прессованием, спекание под давлением и горячее изостатическое спекание.Четвертый этап - это шлифовальная обработка после обработки, а именно черновое шлифование, тонкое шлифование, черновое шлифование, тонкая полировка и полировка.
① Приготовление высококачественного порошка нитрида кремния.
Основными методами синтеза порошка нитрида кремния являются метод нитрида кремния и метод химического синтеза.В Китае используется метод нитрида кремния.По сравнению с порошком, полученным методом химического синтеза, порошок, полученный последним, имеет высокую чистоту, хорошую сферичность, высокую спекающую активность и малое влияние на стабильность кремниевого сырья, которое является предпочтительным сырьем для приготовления высокоточных изделий. Шарикоподшипник из нитрида кремния.
②дефицит производительности
По сравнению с подшипниковой сталью ее низкая ударная вязкость, высокая твердость и умеренная прочность на изгиб по-прежнему являются фатальными недостатками керамических материалов из нитрида кремния, чувствительных к повреждениям и дефектам.Высокая надежность керамических подшипников из нитрида кремния требует проведения полного неразрушающего контроля.Разница механических свойств керамического подшипника приводит к очевидным изменениям жесткости керамического подшипника, что приведет к очевидным изменениям жесткости опоры, динамическому отклику и дополнительной динамической нагрузке роторной системы.
③Ограничение технологии точного шлифования
Для производства сверхточных высококачественных шарикоподшипников из нитрида кремния первой задачей является производство сверхточных керамических шариков из нитрида кремния.Основными моментами обеспечения сверхточного массового производства шариков из нитрида кремния являются:
● поверхность шара из нитрида кремния для достижения равновероятного измельчения, то есть для обеспечения того, чтобы каждая частица на шаре имела одинаковую вероятность измельчения;
● Эффективность шлифования с автоматическим выбором размера, то есть автоматическое приоритетное шлифование в направлении большого шара или длинной оси;
● Технология измельчения позволяет легко достичь крупномасштабной индустриализации и низкой себестоимости производства.Однако все виды методов шлифования, о которых публично сообщается в Китае, не могут одновременно отвечать трем вышеуказанным требованиям.
⑤Усталость шарикоподшипника из нитрида кремния при контакте качения
Большое количество исследований показало, что характеристики RCF (контактная усталость) шара Si3N4 зависят от уровня технологии его производства, и существует множество основных факторов, влияющих на его характеристики, которые можно грубо охарактеризовать как поры, поверхностные микротрещины (кольцевые /линейная форма), поверхностная прочность, остаточное напряжение, шероховатость поверхности и другие внутренние причины, а также условия смазки, нагрузка, скорость и другие внешние причины.Влияние вышеуказанных факторов следует полностью учитывать при изготовлении шарикоподшипников из нитрида кремния.
Микроструктура поверхности керамического подшипника из нитрида кремния
