陶瓷轴承的应用　

      前言　轴承性能和使用寿命受配套原材料性质、几何参数、操作环境和它们的相互作用的影响比较大。需要对特定原材料和轴承几何学进行台式试验, 陶瓷轴承平台测试包括功率损耗、发热性、振动、失效形式、润滑剂适应性和耐久性评估。　

      高速应用　载强加到外圈滚道接触面, 负荷增加了球的滚动速度, 同时影了内外滚道的接触角。氮化硅陶瓷轴承在喷气涡轮发动机这样高速应用中显示出特别的优势, 主轴轴承运转的指数轴承的内径轴速达到或超过一动, 高速轴刀指数在气“ 。测试中设外部滚道没有相对旋转, 高速转动的一个严重后果是滚动元件的离心力把额外增加的巨大　负两个滚道接触角间的任何变化导致接触面相对旋转。接触面的最大相对滑动速度是由轴承旋转速度和主要的赫兹接触椭圆半径引起。

      测试结果表明全钢轴承滑动速度比钢氮化硅混合轴承大约高。例如在火箭燃料涡轮泵的全钢轴承浸人到液态氮一℃ 的轴承平台测试中, 由于滑动产生量, 当接触温度足够高时引起钢外圈和滚珠由于退火开始变色。过多的滑动也可能引起划伤。所有这些高速影响增加了早期故障倾向, 甚至突然发作。在平测试中混合氮化硅轴承比标准钢轴承产生的热量低一, 证明热量的产生取决于运行条件和润滑方法。 高温应用像航空宇宙应用和绝热发动机这样的热环境,对全钢轴承和使用的液体润滑剂的高温性能提出了挑战。虽然高温钢在℃时可以保持稳定, 但普通钢轴承元件在温度大于℃时不能保硬度。即使更高级的温液体润滑剂在这种条件下也会恶化和退化。

      但是测试已经证明固体润滑的全氮化硅轴承在这些温度下, 甚至在高于1000℃的更苛刻的条件下运转良好。陶瓷轴承开发早期, 在喷气涡轮发动机中使用全陶瓷轴承, 进行包括全部、部分的和零润滑剂例如无润滑的流程测试, 在以高马赫数相当于声速飞行和高温件下, 轴承实际运行温度为℃。有些轴承发生故障由于设计问题和装备原因大于氮化硅原料本身的问题, 但是成功的测试证明使用陶瓷轴承开发喷气涡轮发动机耐热部件是可行的。在过去十年里, 氮化硅轴承的深层开发和测试己经向尖端推进, 可以更好地应用在更苛刻的高温条件下。

      钢所进行的轴承测试与全轴承性能相比有更低的摩擦力和更高的耐磨损性能。扩混合轴承的摩擦力和抗划伤性能有益于提高表面加工质量。混合氮化硅轴承在、和中运行的许多成研究已经完成。在可重复使用的空间航天飞机主发动机的发展阶段, 最初的高压氧涡轮泵在全钢轴承中遇到了严重的磨损问题, 现在有效润滑的混合氮化硅承已经用于改进。广泛的测试包括点火试验, 启动和飞行都没有测试到混合氮化硅轴承球和滚道的磨损。低温应用在提供超低温推进、使用液体燃料例如态氧和液态氢推进的火箭发动机的低温涡轮泵中, 轴承在高速和重负荷的低温推进剂中直接运转, 这种条件对任何滚动元件的轴承来说都是特别苛刻的。因在轴承元件之间有效的流体动力润滑薄膜, 由于低温流体的低粘性而不存在。

     当前所有用于火箭推进泵的钢轴承使用专用薄膜, 轴承保持架当固体润滑剂使时, 运行时间很短, 通常大约个小时。在这些极恶劣工况条件下, 全钢轴承容易受到粘和磨损、划伤和咬死影响。高速下运行的钢轴承的局部高温, 可以导致递薄膜氏和即使在很低温度下也退火。对将来可以重复使用的空间航天飞机主发动机, 寿命要求比当前可消耗部件长得多, 因此, 涡轮泵轴承的耐用性和可性应该相应提高。足够的低温强度和韧性是低温应用中的氮化硅轴承的应具备基本先决条件。

      通过测量相同尺寸的邓、邓和在液态氮表测试轴承在液态氮℃ 中最大承载轴承类型入扩成全陶瓷扩, 一混合氮化硅一全钢最大承载损坏形式氮化硅球全部损坏钢球损坏, 氮化硅元件完好钢球全部损坏中的最大承受荷, 结果如表中所述,扩中钢球损坏, 氮化硅元件完好时, 所承受载荷是璐中钢球全部损坏时的三倍, 而扩中氮化硅球全部损坏所承受的载荷是峪的两倍。在液氧中菇合一般应用陶瓷轴承以前只用于像航行器和太空交通工具这样要求苛刻的机器上, 但是由于批量生产成为可能, 随着生产成本的稳定下降, 陶瓷轴承要的市场将是一般应用。陶瓷轴承可以安装于精密机床和加工中心,高轴承硬度, 高旋转精度, 低轴承温升和长使用寿命, 较少维护的轴承, 是产品精确度好的质要求。在钢滚轧应用中, 召耐高温性和耐热性能推动了滚子轴承的发展。

      是惰性物质, 对酸和碱金属具有高抗腐蚀性, 当轴承用于高腐蚀环境的化学处理业时, 这种特性是至关重要的。热静等压氮化硅零件的网状烧结技术使生产费用减少, 陶瓷轴承现在用于真空泵、高速电动车、变速箱、牙科、钻孔机、电用电动机、海水机械等。当前, 直径大于的氮化硅球每年生产一千万, 而主要用于计算机硬盘驱动轴承的较小的滚珠产量达到每月几百万。结论以上简要地括了已经进行和正在进行的氮化硅滚动轴承应用领域的广泛研究。

      早期想象的陶瓷轴承许多优势, 经过了过去二十年持续的研究和发展已经实现。不仅仅高苛求的特殊环境,例如航空宇宙, 也对一般应用提供了超过传统全钢轴承的性能优势。然而, 将来的关键问题是减少生产成本。通过研究人员对陶瓷轴承实性能问题的解决, 氮化硅轴承正在开始得到更广泛的认可。

      前言　轴承性能和使用寿命受配套原材料性质、几何参数、操作环境和它们的相互作用的影响比较大。需要对特定原材料和轴承几何学进行台式试验, 陶瓷轴承平台测试包括功率损耗、发热性、振动、失效形式、润滑剂适应性和耐久性评估。　高速应用