① 陶瓷球軸承的陶瓷球軸承的發展現狀分析
陶瓷軸承和陶瓷球軸承是軸承大類中一支奇葩,是新工藝、新材料、新結構的一種完美的結合。作為承運機械轉動的基礎件,由於其具有金屬軸承所無法比擬的優良性能,在各種特殊環境、惡劣環境下得到廣泛的應用。因為具有抗高溫、耐低寒、耐腐蝕、絕電、阻磁、低密度、高強度等性能在新材料世界獨領風騷。
近十多年來,在國計民生的各個領域中得到了日益廣泛的應用。在航空航天、航海、核工業、石油、化工、輕紡工業、機械、冶金、電力、新能源、食品、機車、地鐵、高速機床及科研國防軍事技術等領域需要在高溫、高速、深冷、易燃、易爆、強腐蝕、真空、電絕緣、無磁、干摩擦、易生銹等特殊工況下工作,陶瓷軸承不可或缺的替代作用正在被人們逐漸地認識。隨著加工技術的不斷進步,工藝水平的日益提高,陶瓷軸承的成本不斷下降,已經從過去只在一些高、精、尖領域小范圍內應用,逐步推廣到國民經濟各個工業領域。批量化的生產使市場價格也逐漸接近實用化,達到用戶可接受的程度。通過不同行業批量化、長時間的使用考驗。許多成功的案例體味到了陶瓷軸承和陶瓷球軸承所帶來的免維護、長壽命、高穩定、低成本的優越性。陶瓷軸承和陶瓷球已從研究、試制階段走向批量化生產的階段,大面積應用的浪潮已經涌來。 按材料分:陶瓷軸承可以分為氧化鋯陶瓷軸承、氮化硅陶瓷軸承、復合陶瓷材料軸承。
按結構分:陶瓷軸承可以分為:氧化鋯帶保持器陶瓷軸承、氮化硅帶保持器陶瓷軸承、復合帶保持器陶瓷軸承。一般陶瓷軸承的保持器材料以聚四氟乙烯(PTFE)作為標准配置,還可以採用玻璃纖維增強的尼龍66(GRPA66-25),特種工程塑料(PEEK,PI),不銹鋼(SUS316、SUS304),黃銅(Cu)等。陶瓷材料保持架因兜孔加工、成型技術等難題,現還較少採用;由於保持器的材料限制針對特種使用場合又開發了無保持器的氧化鋯滿球全陶瓷軸承和氮化硅滿球全陶瓷軸承和復合滿球陶瓷軸承。
按材料的完整性分:上面所說到的陶瓷軸承的主要部件內外圈和滾動體多是採用陶瓷材料,就定義為陶瓷軸承;如果軸承的內外圈和滾動體有一部分不是採用陶瓷材料時我們就定義為混合陶瓷軸承。混合陶瓷軸承中運用比較廣泛的就是球採用陶瓷材料稱為陶瓷球軸承,可分為氧化鋯陶瓷球軸承、氮化硅陶瓷球軸承。
不同材料和不同結構的陶瓷軸承和陶瓷球軸承在使用時需要注意的問題也各不相同,具體細節請查詢陶瓷軸承和陶瓷球軸承的專業生產廠家獲取更多的幫助。
第一套陶瓷軸承誕生在美國(NASA)宇航局,自1972年第一套陶瓷軸承研製成功後,世界各國就一直在競相開發、研製新一代更高性能的陶瓷軸承,經過近四拾年的努力陶瓷軸承最突出的效果是較大幅度地提高了軸承的使用壽命和極限轉速,為發展高速和超高速、高精密機床提供了基礎零部件。除此以外,在高溫、腐蝕、絕緣、真空、化工等行業的應用也已取得了良好效果。當今世界著名的軸承公司無一不在研發、生產陶瓷軸承和陶瓷球軸承,而產品的質量高低,已成為衡量其企業實力的一個重要標志。據不完全統計,到目前為止,國外能夠生產陶瓷軸承的有:美國、日本、德國、法國、俄羅斯、韓國、英國等十幾個國家。其中陶瓷球軸承的生產在國外起步較早,運用的場合范圍較廣,比如數控機床用陶瓷球軸承、磨床電主軸用陶瓷球軸承、機床滾珠絲杠用陶瓷球軸承等。陶瓷球軸承的高耐磨性、自潤滑性、超高轉速等性能得到了淋漓盡致的發揮,也為高精度機床、高速機床、特種環境設備作出了貢獻。作為陶瓷球軸承的核心部件---陶瓷球體,國外的研發和競爭也比較激烈。美國的Norton公司採用HIP法生產的陶瓷球在國際上堪稱一流水平。世界各國研究陶瓷球軸承處於領先水平的主要公司有瑞典的SKF、德國的FAG、法國的聖戈班、日本的NSK、KOYO、NMB(美培亞)、日本的MSRHK等。
軸承是機械行業生產量較大、應用面廣的產品,其中球軸承所佔的比例最大.國內外都把陶瓷軸承的研發重點放在陶瓷球軸承方面.陶瓷球軸承可分為混合式陶瓷球軸承和全陶瓷球軸承2種.其中,混合式陶瓷球軸承指軸承中僅有滾動體零件是由陶瓷材料製成,而全陶瓷軸承是指軸承內外圈和滾動體全部都由陶瓷材料製成的.混合式陶瓷球軸承又可分為3種:第一種,球用陶瓷材料,而其餘仍用金屬材料;第二種,球、內圈為陶瓷,而外圈為金屬材料;第三種,球與外圈為陶瓷,內圈為金屬材料.用工程陶瓷作為軸承材料,具有良好的機械和熱性能,即具有足夠的強度、剛度、硬度、斷裂韌性、抗壓沖擊力、耐高溫、抗氧化能力、比重小等一系列比金屬材料更好的性能.適用於做軸承的陶瓷材料主要有氮化硅(si3N4)、氧化鋯(ZrOe)、氧化鋁,這3種陶瓷材料中,氮化硅綜合性能優越,已成為陶瓷軸承的首選材質.它的特點在於失效形式與軸承鋼一樣,是以有先兆的剝落方式出現,而氧化鋯、氧化鋁均以碎裂的失效形式出現. 首先,我們見諸報道的都是高速、高精度的陶瓷球軸承的研發,且通常多以圍繞氮化硅球為主,主要解決的問題,一個是陶瓷球的制坯研究,另一個是高精度陶瓷球的加工工藝方法研究,在使用上多屬高速機床、數控機床、電主軸等高速場合,長壽命或低雜訊等要求的陶瓷球軸承,自始至終沒能脫離SI3N4球坯的製造和加工,對新型材料如:SiC、ZrO2、ZTA、Sialon等材料的研究尚屬少量,生產實踐證明,應用ZrO2的廠家占絕大多數。由於顧慮成本原因造成好的材料和工藝無法大規模運用。海寧康耐特軸承製造有限公司生產的低雜訊、干摩擦、防靜電陶瓷球軸承和日本NMB公司的相同規格的陶瓷球軸承進行過詳細的對比,在分貝上就相差2個db,好的產品可以做到20db。和國外產品相同。但價格才定位在NMB公司的15%左右。可以和國內家用電器的電機直接配套。但這樣的價格和普通軸承相比還是高出了一大截,只有在高檔的和出口的家用電器電機里才能得到使用。
其次,陶瓷軸承和陶瓷球軸承的生產是高技術陶瓷與軸承製造技術的產業化結合,二者的專業化程度均很高,如不解決陶瓷與軸承的產業結合問題,實現優質大批量、低成本生產,滿足市場需求就是一句空話。而今,國內能夠生產軸承的企業製造不了陶瓷材料,能夠生產陶瓷材料的企業製造不了軸承,專業和學科之間在實際應用上嚴重脫節,一些軸承生產企業對陶瓷軸承和陶瓷球軸承在專業知識尤其是陶瓷材料科學與工程上研究比較少,人們熟知的是陶瓷軸承和陶瓷球軸承的表面內容。造成了一種是陶瓷材料做成的軸承就是陶瓷軸承,加入陶瓷球就是陶瓷球軸承的局面。國內的陶瓷軸承和陶瓷球軸承只能在耐腐蝕、絕電、絕磁、低轉速、輕負荷的環境下使用。還有就是國內陶瓷材料的製造存在較大的問題,在工藝和技術還沒有過關的前提下,盲目追求低價造成材料的性能根本無法達預期的效果。使得陶瓷軸承和陶瓷球軸承的發展走入新的歧途,也造成較多的使用單位對陶瓷軸承和陶瓷球軸承失去信心。
再者,作為高技術產品的研發,要經過技術密集型投入和資金密集型投入兩個階段,產業化生產陶瓷軸承,既要攻克許多技術難點,和使用難題又需要較大的資金投入,還要把握市場定位,需要業內有識之士以發展國內陶瓷軸承和陶瓷球軸承的高水準為己任。低價的競爭勢必帶來粗製濫造和市場的進一步惡化。原始資本的積累和持續的再投入必須服務於陶瓷軸承和陶瓷球軸承往更高質量的領域發展。我國陶瓷軸承現階段的發展表現為散亂、各自為政、小規模局部化生產缺乏整體意識和宏觀戰略思想。 陶瓷軸承和陶瓷球軸承所具有的諸多優良性能如:自潤滑、耐高溫、耐腐蝕、防磁、電絕緣等
② 陶瓷球軸承都有哪些優點
在工程陶瓷產品的開發應用中,陶瓷球軸承是工程陶瓷在工業領域廣泛應用的典型範例,受到很多國家的高度重視.在高速精密軸承中,應用最多的是混合陶瓷球軸承,即滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球,軸承圈仍為鋼圈。這種軸承標准化程度高,對機床結構改動小,便於維護保養,特別適合於高速運行場合.其組裝的高速電主軸,具有高速、高剛度、大功率、長壽命等優點。
陶瓷球軸承的優點:
1、耐溫高
陶瓷球熱膨脹系數小,在高溫環境下不會因為溫度的原因導致軸承球膨脹,這樣大大提高了整個軸承的使用溫度,普通軸承的溫度在160度左右,陶瓷球的可以達到220度以上。
2、轉速高
陶瓷球具有無油自潤滑屬性,陶瓷球摩擦系數小,所以陶瓷球軸承具有很高的轉速.據統計採用陶瓷球的軸承是一般軸承的轉速1.5倍以上的轉速。
3、壽命長
陶瓷球可以不加任何油脂,也就是說即使油脂幹掉,軸承還是可以運作的,這樣就避免了普通軸承中因為油脂幹掉導致的軸承過早損壞現象的發生.據我們測試以及一些客戶的反饋使用陶瓷球後的軸承的使用壽命是普通軸承的2-3倍。
4、絕緣
最後一點也是最重要的一點,絕緣,採用陶瓷球的軸承,可以使軸承的內外圈之間絕緣,因為陶瓷球是絕緣體,在軸承的內外圈之間用陶瓷球,就可以達到絕緣的效果,這樣就使軸承能夠在導電的環境下使用了。滾動軸承由套圈、滾動體、保持器、潤滑脂、密封件組成,當滾動體採用陶瓷材料後,此滾動軸承就定義為陶瓷球軸承。
③ 陶瓷軸承的優缺點有哪些
陶瓷軸承一般用於高溫,絕緣,耐腐蝕,無潤滑的場合,加工困難,成本高!
塑料軸承絕緣,無潤滑的場合,不耐高溫,加工容易,精度低,成本低!
④ 陶瓷軸承真的有用嗎
陶瓷軸承真的有用
第一,由於陶瓷幾乎不怕腐蝕,所以,陶瓷滾動軸承適宜於在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業。
第二,由於陶瓷滾動小球的密度比鋼低,重量更要輕得多,因此轉動時對外圈的離心作用可降低40%,進而使用壽命大大延長。
第三,陶瓷受熱脹冷縮的影響比鋼小,因而在軸承的間隙一定時,可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環境中工作。
第四,由於陶瓷的彈性模量比鋼高,受力時不易變形,因此有利於提高工作速度,並達到較高的精度。
⑤ 陶瓷滾動軸承有什麼優點
20世紀90年代中期,陶瓷滾動軸承已經問世。經試用表明,陶瓷滾動軸承具有以下優點:
第一,由於陶瓷幾乎不怕腐蝕,所以,陶瓷滾動軸承適宜於在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業。
第二,由於陶瓷滾動小球的密度比鋼低,重量更要輕得多,因此轉動時對外圈的離心作用可降低40%,進而使用壽命大大延長。
第三,陶瓷受熱脹冷縮的影響比鋼小,因而在軸承的間隙一定時,可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環境中工作。
第四,由於陶瓷的彈性模量比鋼高,受力時不易變形,因此有利於提高工作速度,並達到較高的精度。
國外已開發成功了在高溫條件下採用固體潤滑劑的陶瓷滾動軸承,也有利用液體或油脂潤滑的特種鋼與陶瓷組合而成的滾動軸承或全陶瓷滾動軸承。
⑥ 陶瓷球軸承的特點
在工程陶瓷產品的開發應用中,陶瓷球軸承是工程陶瓷在工業領域廣泛應用的典型範例,受到很多國家的高度重視.在高速精密軸承中,應用最多的是混合陶瓷球軸承,即滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球,軸承圈仍為鋼圈。這種軸承標准化程度高,對機床結構改動小,便於維護保養,特別適合於高速運行場合.其組裝的高速電主軸,具有高速、高剛度、大功率、長壽命等優點。
陶瓷球軸承的優點:
1、耐溫高
陶瓷球熱膨脹系數小,在高溫環境下不會因為溫度的原因導致軸承球膨脹,這樣大大提高了整個軸承的使用溫度,普通軸承的溫度在160度左右,陶瓷球的可以達到220度以上。
2、轉速高
陶瓷球具有無油自潤滑屬性,陶瓷球摩擦系數小,所以陶瓷球軸承具有很高的轉速.據統計採用陶瓷球的軸承是一般軸承的轉速1.5倍以上的轉速。
3、壽命長
陶瓷球可以不加任何油脂,也就是說即使油脂幹掉,軸承還是可以運作的,這樣就避免了普通軸承中因為油脂幹掉導致的軸承過早損壞現象的發生.據我們測試以及一些客戶的反饋使用陶瓷球後的軸承的使用壽命是普通軸承的2-3倍。
4、絕緣
最後一點也是最重要的一點,絕緣,採用陶瓷球的軸承,可以使軸承的內外圈之間絕緣,因為陶瓷球是絕緣體,在軸承的內外圈之間用陶瓷球,就可以達到絕緣的效果,這樣就使軸承能夠在導電的環境下使用了。滾動軸承由套圈、滾動體、保持器、潤滑脂、密封件組成,當滾動體採用陶瓷材料後,此滾動軸承就定義為陶瓷球軸承。
⑦ 陶瓷軸承的特點是什麼
陶瓷軸承具有耐高溫、耐寒、耐磨、耐腐蝕、抗磁電絕緣、無油自潤滑、高轉速等特性。可用於極度惡劣的環境及特殊工況,可廣泛應用於航空、航天、航海、石油、化工、汽車、電子設備,冶金、電力、紡織、泵類、醫療器械、科研和國防軍事等領域,是新材料應用的高科技產品。
陶瓷軸承的套圈及滾動體採用全陶瓷材料,有氧化鋯(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(Sic)三種。保持器採用聚四氟乙烯、尼龍66,聚醚醯亞氨,氧化鋯、 氮化硅,不銹鋼或特種航空鋁製造,從而擴大陶瓷軸承的應用面。
應用領域
醫療器械、低溫工程、光學儀器、高速機床、高速電機、印刷機械、食品加工機械。
在航空航天、航海、核工業、石油、化工、輕紡工業、機械、冶金、電力、食品、機車、地鐵、高速機床及科研國防軍事技術等領域需要在高溫、高速、深冷、易燃、易爆、強腐蝕、真空、電絕緣、無磁、干摩擦等特殊工況下工作,陶瓷軸承不可或缺的替代作用正在被人們逐漸地認識。
隨著加工技術的不斷進步,工藝水平的日益提高,陶瓷軸承的成本不斷下降,已經從過去只在一些高、精、尖領域小范圍內應用,逐步推廣到國民經濟各個工業領域,產品市場價格也逐漸接近實用化,達到用戶可接受的程度,陶瓷軸承大面積應用的浪潮已經涌來!
⑧ 陶瓷球軸承有什麼應用領域
陶瓷軸承的應用領域日益廣泛,但在工業領域中成功應用的還是陶瓷球軸承.應用較多的為氮化硅陶瓷球軸承。它的優點是:極限轉速高、精度保持性好、啟動力矩小、剛度高、干運轉性好、壽命長,非常適合於在高速、高溫以及腐蝕、輻射條件下保持高精度、長時間運轉,主要用於數控機床和高速精密機械中,如高速電主軸軸承、機床主軸軸承、牙鑽軸承、儀器儀表用軸承,計算機硬碟驅動器軸承等.此外,氮化硅陶瓷的硬度比軸承鋼高1倍,彈性模量約高1/3,在相同載荷的條件下,氮化硅陶瓷的彈性變形小,所以,使用陶瓷球軸承的機床主軸具有良好的運轉精度。
混合型陶瓷軸承已成功地應用於高速機床的主軸中,並已進入實用化階段,如日本牧野等公司生產的HPM型超精密車床等,主軸轉速為16000r/min,而美國MIKRO公司生產的HSM700高速加工中心,主軸轉速已達到42000r/min,切削速度提高了5~10倍。此外,混合型陶瓷軸承還用應在電主軸、渦流分子泵等高轉速的設備中。
陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎件,由於其具有金屬軸承所無法比擬的優良性能,抗高溫、超強度等在新材料世界獨領風騷。近十多年來,在國計民生的各個領域中得到了日益廣泛的應用。航空航天、航海、核工業、石油、化工、輕紡工業、機械、冶金、電力、食品、機車、地鐵、高速機床及科研國防軍事技術等領域需要在高溫、高速、深冷、易燃、易爆、強腐蝕、真空、電絕緣、無磁、干摩擦等特殊工況下工作,產品市場價格也逐漸接近實用化,達到用戶可接受的程度,陶瓷軸承大面積應用的浪潮已經涌來。
陶瓷軸承的特點:
1、低密度:由於陶瓷滾動體材料密度低,離心載荷小,從而可在更高轉速下工作,而且產生熱量較少。
2、中等彈性模量:陶瓷滾動體的彈性模量比鋼制滾動體高,則軸承的動態剛度提高,但是彈性模量太大會因應力集中而降低軸承的承載能力。
3、熱膨脹系數小:熱膨脹系數小有助於減小對溫度變化的敏感性,從而防止卡死。對混合滾子軸承,可適用的運轉速度范圍更寬。
4、抗壓強度高:抗壓強度高是滾動軸承承受高接觸應力的需要(對於陶瓷材料,其強度通常是通過三點或四點彎曲試驗測得的斷裂模量決定)。
5、高硬度和高韌性:這兩個特性相結合可獲得較好的表面粗糙度,而且能防止外界硬質粒子和沖擊的損傷。
6、良好的抗滾動接觸疲勞特性:此性能對軸承滾動體的要求至關重要。
7、剝落失效形式:如果滾動體在工作中失效,則應是疲勞剝落,該實效形式在卡死前有預兆,是一種造成危害最小的實效形式。在一些應用條件較高的應用領域陶瓷材料還具備一些特殊性能。
8、耐高溫和穩定性:在高達800℃高溫環境中能穩定保持其機械性能。
9、耐腐蝕:在氧化和腐蝕環境,尤其是在反復滾動而擠掉表面油膜的接觸區應具有抗氧化和腐蝕穩定性。
⑨ 陶瓷軸承和塑料軸承的優缺點
陶瓷軸承的優缺點:
一、優點:
1、由於陶瓷幾乎不怕腐蝕,所以,陶瓷滾動軸承適宜於在布滿腐蝕性介質的惡劣條件下作業。
2、由於陶瓷滾動小球的密度比鋼低,重量更要輕得多,因此轉動時對外圈的離心作用可降低40%,進而使用壽命大大延長。
二、缺點:加工困難,成本高。
塑料軸承的優缺點:
一、優點:
1、塑料軸承整體均是潤滑材料,使用壽命長;
2、塑料軸承使用中不會發生生銹現象且耐腐蝕,而金屬類軸承易生銹不能用於化工液中;
3、塑料軸承質量比金屬輕,這更適合現代化的輕量型設計趨勢;
二、缺點:塑料軸承不耐高溫。
(9)玉環軸承陶瓷球產品怎麼樣擴展閱讀
塑料滑動軸承一般工作面均具有自潤滑功能;塑料滑動軸承一般都是採用性能比較好的工程塑料製成;比較專業的廠家一般均具有工程塑料自潤滑改性技術,通過纖維、特種潤滑劑、玻璃珠等等對工程塑料進行自潤滑增強改性使之達到一定的性能,然後再用改性塑料通過注塑加工成自潤滑的塑料軸承。
塑料滑動軸承有以下特點:
1、塑料軸承整體均是潤滑材料,使用壽命長;
2、塑料軸承使用中不會發生生銹現象且耐腐蝕,而金屬類軸承易生銹不能用於化工液中;
3、塑料軸承質量比金屬輕,這更適合現代化的輕量型設計趨勢;
4、塑料軸承製造成本較金屬類要低;塑料軸承採用的是注塑成型加工而成比較適合大批量生產;
5、塑料軸承在運行中沒有任何噪音,具有一定的吸振功能;
6、塑料滑動軸承適合高低溫工作-200~+250度。