陶瓷轴承材料 -中华混合设备网

新型陶瓷轴承材料包括氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷等工程陶瓷材料。
    ①氮化硅陶瓷(Si3N4)：制造高速或高温、耐腐蚀精密陶瓷轴承球或滚子。
    ②氧化锆陶瓷(ZrO2)：制造高温、耐腐蚀中低速陶瓷轴承球或滚动子。
    ③氮化硼陶瓷(BN)：制造高温、耐腐蚀、自润滑全陶瓷轴承。
     工程陶瓷材料性能及轴承钢(GCr15)性能的比较
   ----------------------------------------------------------------
   项目/ 氮化硅氧化锆氮化硼轴承钢
   材料 Si3N4 ZrO2 BN GCr15
----------------------------------------------------------------
    密度(g/cm3) 3.2 5.8~6.05 1.8~2.19 7.85
    硬度(HV) 1700(9) 1300(7) 莫氏2 700
    抗弯强度(MPa) 700 1200 600~800 2400
    断裂韧性(MPa·m1/2) 6~8 7~14 25
    弹性模量(GPa) 320 150~220 80 208
    热膨胀系数(10-6/K) 3.2 8.7~11.4 2~7.5 11.8
    电阻率(Ω·mm2/m) 1017~1018 1010 1016 10-1~1
    使用温度(℃) 800 800 900 300
    尺寸稳定性好好好差
    耐腐蚀性能好好好差
    2、氮化硅陶瓷材料
    其特点是：
    ①多晶材料，晶体结构属六方晶系。
    ②氮化硅陶瓷外观呈灰白、蓝灰、灰黑色。
    ③理论密度：3.19±0.1g/cm3，密度低。
    ④高硬度，良好的耐磨性，低磨擦系数(自配磨0.02~0.07)，自润滑性好。
    ⑤耐高温，抗热震性较好。
    ⑥具有较高的断裂韧性，抗冲击性能较好。
    ⑦耐腐蚀性好，能耐所有酸(除氢氟酸以外)腐蚀，能抗弱碱腐蚀，对大多数强碱和熔盐不稳定。
    ⑧与轴承钢相近的接触疲劳寿命，相似的疲劳剥落形式。
    ⑨氮化硅粉末性能：
    粒度0.5~0.8μm，低的杂质含量和氧含量＜2wt%，α相含量＞90wt%。
    ⑩氮化硅粉末制造方法：
    A、硅粉直接氮化法3Si+2N2→Si3N4
    国内普遍采用的方法，需经球磨得到细粉，易引入杂质。
    B、硅亚胺分解法SiCl4+6NH3→Si(NH)2+4NH4Cl
    3Si(NH)2→Si3N4+N2+3H2
    粉末纯度高，细度细且均匀，制造成本高。
    C、碳热还原氮化法3SiO2+2N2+6C→Si3N4+6CO
    D、化学气相沉积法3SiCl4+4NH3→Si3N4+12HCl
    需激化诱导，粉末纯度高，细度细且均匀，制造成本极高。
    (11)致密氮化硅陶瓷制造方法：
    A、热压氮化硅(HP SN)
    方法：氮化硅混合粉末在石墨模具中，同时加热和但轴向加压，烧结温度1650~1850℃，压力15~30MPa，保温时间1~4h。特点：致密，基本达到理论密度(99~100%)，制品形状简单，难于批量化生产，可制造滚子毛坯，成品价格昂贵。
    B、常压烧结氮化硅(S SN)
    方法：氮化硅混合粉末经模压或冷等静压成形，用烧结炉在N2气氛中烧结，温度1700~1800℃，时间几小时，压力0.1MPa(1atm)。
    特点：成本低，易于批量生产，相对密度95~99%，孔隙较多，不适宜制造轴承球。
    C、气氛压力烧结氮化硅(GSP SN)
    方法：氮化硅混合粉末经冷等静压成形，用气氛压力烧结炉在高压N2气氛中烧结，烧结温度1800℃，时间数小时，压力5~10MPa。
    特点：性能好，致密(相对密度97~99%)，易于批量生产，国内普遍采用，可制造轴承球，成本较高。
    D、热等静压烧结氮化硅(HIP SN)
    方法：氮化硅混合粉经模压或冷等静压成形，S或GPS烧结后，用热等静压炉，Ar2或N2气做压力传递介质，在高温(1700~1999℃)高压 (150~200MPa)下使氮化硅致密，使原已烧结过的RBSN、SSN、SRBSN进一步排除气孔。添加剂含量低。
    特点：性能优异，基本完全致密(99~100%)，可批量生产，可制造高性能陶瓷轴承球，国外普遍采用，成本高。
     3、氧化锆陶瓷材料
    其特点是：
    ①晶体结构：部分稳定氧化锆(PSZ)，立方相(cub)结构+单斜相(mono)结构。
    ②较高的韧性(所有陶瓷材料中最高的)，抗弯强度可达1300MPa，但断裂韧性对温度敏感，高温应用时应注意。
    ③常用的氧化锆陶瓷为Mg-PSZ。
    ④高硬度，耐磨损，不易划伤对偶件。
    ⑤耐腐蚀，对多数酸碱稳定。
    ⑥接触疲劳寿命与轴承相差较大，不适宜制造高速重载陶瓷轴承。
    ⑦可制造轻载中低速腐蚀场合的陶瓷轴承。

上一篇：混合机分类介绍
下一篇：高技术枪钻系列刀具技术及应用

【大中小】【加入网络收藏夹】【打印稿件】【关闭】