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陶瓷材料在轴承中的应用

2023-01-02309次
陶瓷轴承的应用领域日益广泛,但在工业领域中成功应用的还是陶瓷球轴承。目前,应用较多的为氮化硅陶瓷球轴承。它的优点是:极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、刚度高、干运转性好、寿命长,非常适合于在高速、高温以及腐蚀、辐射条件下保持高精度、长时间运转,主要用于数控机床和高速精密机械中,如高速电主轴轴承、机床主轴轴承、牙钻轴承、仪器仪表用轴承,计算机硬盘驱动器轴承等。
此外,氮化硅陶瓷的硬度比轴承钢高1倍,弹性模量约高1/3,在相同载荷的条件下,氮化硅陶瓷的弹性变形小,所以,使用陶瓷球轴承的机床主轴具有良好的运转精度。混合型陶瓷轴承目前已成功地应用于高速机床的主轴中,并已进入实用化阶段,如日本牧野等公司生产的hp型超精密车床等,主轴转速为16000?r/min,而美国mikro公司生产的hsm700高速加工中心,主轴转速已达到42000?r/min,切削速度提高了5~10?倍。此外,混合型陶瓷轴承还用应在电主轴、涡流分子泵等高转速的设备中。
陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件,由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能,抗高温、超强度等在新材料世界独领风骚。近十多年来,在国计民生各个领域中得到了日益广泛的应用。航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、食品、机车、地铁、高速机床及科研国防军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦等特殊工况下工作,陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步,工艺水平的日益提高,陶瓷轴承的成本不断下降,已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用,逐步推广到国民经济各个工业领域,产品市场价格也逐渐接近实用化,达到用户可接受的程度,陶瓷轴承大面积应用的浪潮已经涌来。
20世纪60年代以来,随着陶瓷材料的开发与应用,陶瓷轴承也得以发展。美国诺顿公司已将氮化硅陶瓷轴承应用在航天飞机的液压泵上,轴承的运转速度提高了50%~100%,美国一家公司向美国宇航工业供应的陶瓷轴承已在800°c的高温下使用;日本主要飞机发动机制造商石川岛播还将钢-陶瓷混合轴承及全陶瓷轴承在发动机上进行了试验。
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