氮化硅軸承材料的優越性

氮化硅軸承材料的優越性

------文章來源：湖州源沁新材料有限公司技術部

1.比密度小，離心力小-更利于高速運轉

氮化硅陶瓷材料的密度約為3.2×10³kg/m³，而軸承鋼的密度約為7.8×10³kg/m³。氮化硅陶瓷密度僅為軸承鋼密度的40%左右。

因此當滾動體使用氮化硅陶瓷時，軸承在高速旋轉時能有效抑制因離心力作用引起的滾動體載荷的增加。因此，采用低密的氮化硅球更加利于軸承的高轉速發展。

2.耐熱-可適應更高溫工作條件

一般鋼制的軸承使用溫度超過120℃時，硬度就會降低，滾動壽命也會下降。例如：M50高溫軸承鋼的使用溫度極限約為400℃，達到這一溫度，鋼硬度下降程度很大，而氮化硅在這一溫度范圍內完全保持原有硬度，只在約800℃時，其硬度和強度才開始下降。

因此，對于用在高溫環境的軸承來說，氮化硅材料是非常適合的。例如：航空噴氣發動機、燃氣輪機、核反應堆系統、X光管鎢盤，以及火箭、宇宙飛船中。

3.膨脹系數小-可用于環境溫度變化領域

氮化硅的線膨脹系數大約是軸承鋼的1/4，所以氮化硅軸承材料隨溫度變化的尺寸變化量小。

防抱死：因此，氮化硅陶瓷材料制備的軸承，可有效的防止軸承材料因溫度變化導致尺寸變化而發生“抱死”等現象。從而保證設備的穩定運行，減少因設備故障發生的損失。

4.優異的自潤滑性能

氮化硅陶瓷材料本身具有減摩、抗磨、潤滑功能，在不良的潤滑工況條件下，如貧油潤滑、無油干摩擦情況下，顯示出優越的減摩自潤滑性能，具有良好的應急狀態，可以有效避免設備突發故障造成的損失。

5.化學性質穩定-耐腐蝕

氮化硅對大多數酸，諸如鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸以及堿具有良好的耐化學穩定性，只有氫氟酸或鹽酸與硝酸的混合液能對氮化硅產生腐蝕。

因此，氮化硅制備的軸承材料可長時間于腐蝕性的酸、堿、鹽等溶液中，相比于鋼制軸承而言，其平均壽命將比不銹鋼軸承高4-25倍。可應用于化工機械設備、食品、海洋、污水處理等部門使用的機器，降低腐蝕帶來的困擾。

6.無磁性、絕緣性

在強磁環境下，使用鋼制軸承，從軸承本身磨損下來的微粉被吸附于滾動體和滾動面上，這將成為軸承提早剝落損壞和噪聲增大的主要原因。

鐵路車輛牽引電機使用軸承鋼材料制備軸承會產生電蝕，而引起牽引電機軸承的壽命降低。采用絕緣的全陶瓷氮化硅軸承材料可以有效改善電蝕對軸承的影響。

參考資料：

軸承用氮化硅球的制造方法，哈爾濱軸承集團，孫立鈞；中航工業哈爾濱軸承，張桂燕著。