氮化硅陶瓷轴承球是混合陶瓷轴承(钢制套圈 + 陶瓷球)和全陶瓷轴承的核心滚动元件。与传统的轴承钢球相比,氮化硅陶瓷球密度低(仅为钢的 40%)、硬度高、弹性模量大、摩擦系数小,且具有极佳的耐腐蚀和电绝缘性能。在高速、高温、腐蚀、无润滑、磁干扰等苛刻环境下,氮化硅陶瓷球可显著提高轴承的极限转速、使用寿命和可靠性。
产品特点
1、密度低(3.20g/cm³),离心力小,高速运转时滚动体对套圈的载荷显著降低,允许更高的极限转速(可达钢球轴承的 1.5 倍以上)。
2、硬度极高(HV 1400~1500),耐磨损,尺寸稳定性好,长期运转后精度保持度高。
3、弹性模量大(约 310 GPa),刚性高,变形小,适合高刚度要求的精密主轴。
4、摩擦系数低,自润滑性好,可在少量或无润滑条件下短时间运行。
5、热膨胀系数小(约 3.2×10⁻⁶ /K),运转温升对轴承游隙影响小,热稳定性优异。
6、耐高温:可在 800℃ 以下长期稳定工作,远超轴承钢(150℃ 左右)。
7、耐腐蚀:耐酸、碱、海水及多种化学介质,适用于化工泵、船舶等腐蚀环境。
8、电绝缘:体积电阻率 > 10¹⁴ Ω·cm,可有效防止电蚀(电火花腐蚀),适用于变频电机、轨道交通等场合。
9、无磁性:不影响磁敏感设备,适用于 MRI、磁悬浮等医疗或精密仪器。
10、疲劳寿命长:在混合陶瓷轴承中,氮化硅陶瓷球的接触疲劳寿命可达钢球的 3~5 倍。
应用领域
1、高速机床主轴轴承(电主轴、雕刻机主轴)。
2、航空航天发动机附件轴承、陀螺仪轴承。
3、汽车涡轮增压器轴承、轮毂轴承、新能源车驱动电机轴承。
4、风力发电机主轴轴承、偏航轴承。
5、化工泵、耐腐蚀泵、海水泵轴承。
6、真空设备轴承(无油润滑)。
7、轨道交通牵引电机轴承(防电蚀)。
8、半导体设备、精密仪器轴承(无磁性、低振动)。
9、高温炉、热处理设备传动轴承。
项目 | 单位 | 典型值 |
材料 | – | Si₃N₄ |
密度 | g/cm³ | 3.2 |
维氏硬度(HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
抗弯强度 | MPa | ≥700 |
抗压强度 | MPa | ≥2800 |
断裂韧性 | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
弹性模量 | GPa | 310 |
泊松比 | – | |
热膨胀系数(20~800℃) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
导热系数 | W/(m·K) | 20 |
推荐最高使用温度(空气) | ℃ | 1200 |
磁化率 | – | 0(无磁性) |
产品规格与精度等级
常用尺寸范围
公称直径(mm) | 常用等级 | 应用示例 |
1.588(1/16″) | G3、G5 | 微型轴承 |
2.381(3/32″) | G3、G5 | 仪表轴承 |
3.175(1/8″) | G3、G5 | 高速电主轴 |
4.762(3/16″) | G5、G10 | 机床主轴轴承 |
6.350(1/4″) | G5、G10 | 汽车轮毂轴承 |
7.938(5/16″) | G5、G10 | 工业泵轴承 |
9.525(3/8″) | G10、G16 | 大型电机轴承 |
12.700(1/2″) | G10、G16 | 风力发电机轴承 |
15.875(5/8″) | G16 | 重型机械轴承 |
19.050(3/4″) | G16 | 矿山设备轴承 |
25.400(1″) | G16 | 特种大型轴承 |
精度等级(按 GB/T 308.1 或 ISO 3290)
等级 | 球直径变动量(Vdws) | 球形误差(球形偏差) | 表面粗糙度(Ra) |
G3 | ≤0.08 μm | ≤0.08 μm | ≤0.010 μm |
G5 | ≤0.13 μm | ≤0.13 μm | ≤0.014 μm |
G10 | ≤0.25 μm | ≤0.25 μm | ≤0.020 μm |
G16 | ≤0.40 μm | ≤0.40 μm | ≤0.025 μm |
G20 | ≤0.50 μm | ≤0.50 μm | ≤0.032 μm |
注:G3~G5 级适用于超高速精密轴承;G10~G16 级适用于普通工业轴承;G20 级用于低精度场合。