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陶瓷球軸承發展現狀分析

陶瓷軸承和陶瓷球軸承是軸承範疇的壹朵奇葩,是新技術、新材料、新結構的完美結合。作為承載機械轉動的基礎部件,因其具有金屬軸承無法比擬的優異性能,被廣泛應用於各種特殊和惡劣的環境中。因其耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、電絕緣、磁阻、低密度、高強度等性能,在世界新材料領域處於領先地位。

近十年來,廣泛應用於國計民生的各個領域。在航空航天、航海、核工業、石油、化工、紡織、機械、冶金、電力、新能源、食品、機車、地鐵、高速機床和科研、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、幹摩擦、易生銹等特殊工況下工作,陶瓷軸承必不可少。隨著加工技術的不斷進步和工藝水平的提高,陶瓷軸承的成本不斷降低,過去只在壹些高精度、高精尖領域小範圍應用,並逐步擴展到國民經濟的各個工業領域。量產使得市場價格逐漸接近實用,達到用戶可以接受的水平。通過不同行業的批量和長期使用測試。很多成功案例體會到了陶瓷軸承和陶瓷球軸承帶來的免維護、長壽命、高穩定性、低成本的優勢。陶瓷軸承和陶瓷球已經從研究試制階段走向量產階段,大規模應用的浪潮已經到來。陶瓷軸承按材料可分為氧化鋯陶瓷軸承、氮化矽陶瓷軸承和復合陶瓷材料軸承。

陶瓷軸承按結構可分為帶保持架氧化鋯陶瓷軸承、帶保持架氮化矽陶瓷軸承和帶保持架復合陶瓷軸承。陶瓷軸承的保持架材料壹般以聚四氟乙烯(PTFE)為標準配置,也可選用玻璃纖維增強尼龍66(GRPA66-25)、特種工程塑料(PEEK、PI)、不銹鋼(SUS316、SUS304)、黃銅(Cu)等。由於兜孔加工和成型工藝的困難,陶瓷保持架目前很少使用。由於保持架材料的限制,針對特殊使用場合,開發了無保持架氧化鋯全球陶瓷軸承、氮化矽全球陶瓷軸承和復合全球陶瓷軸承。

按材料的整體性:上面提到的陶瓷軸承的主要部件,內外圈和滾動體,多由陶瓷材料制成,定義為陶瓷軸承;如果軸承的某些內外圈和滾動體不是陶瓷材料,我們定義為混合陶瓷軸承。廣泛使用的混合陶瓷軸承是球是由陶瓷材料制成的稱為陶瓷球軸承,分為氧化鋯陶瓷球軸承和氮化矽陶瓷球軸承。

不同材質不同結構的陶瓷軸承和陶瓷球軸承在使用中需要註意的問題也不同。詳情請咨詢陶瓷軸承和陶瓷球軸承專業廠家,獲得更多幫助。

第壹套陶瓷軸承在美國美國國家航空航天局誕生。自1972第壹套陶瓷軸承研制成功以來,世界各國都在競相研制性能更高的新壹代陶瓷軸承。經過近40年的努力,陶瓷軸承最突出的作用是大大提高了軸承的使用壽命和極限轉速,為高速、超高速、高精度機床的發展提供了基礎零件。此外,在高溫、腐蝕、絕緣、真空、化工等行業也取得了良好的效果。當今世界著名的軸承公司都在開發生產陶瓷軸承和陶瓷球軸承,產品的質量已經成為衡量其企業實力的重要標誌。據不完全統計,到目前為止,國外能生產陶瓷軸承的國家有美國、日本、德國、法國、俄羅斯、韓國、英國等十幾個。其中,國外陶瓷球軸承生產起步較早,應用廣泛,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、自潤滑、超高速等性能得到了充分發揮,在高精密機床、高速機床、特殊環境設備等方面也有所貢獻。作為陶瓷球軸承的核心部件——陶瓷球,國外的研發和競爭也很激烈。美國諾頓公司HIP法生產的陶瓷球,世界壹流。世界上陶瓷球軸承研究的主要公司有瑞典的SKF、德國的FAG、法國的聖戈班、NSK、日本的KOYO、NMB (Mepeia)和日本的MSRHK。

軸承是機械行業產能大、應用廣的產品,其中球軸承所占比重最大。國內外對陶瓷軸承的研究和開發主要集中在陶瓷球軸承上。陶瓷球軸承可分為混合陶瓷球軸承和全陶瓷球軸承兩種。其中,混合陶瓷球軸承是指軸承中只有滾動部分是陶瓷材料,而全陶瓷軸承是指軸承內外圈和滾動體都是陶瓷材料。混合陶瓷球軸承可分為三種:第壹種,第二種,球和內圈用陶瓷制成,外圈用金屬制成;第三,球和外圈是陶瓷的,內圈是金屬的。用工程陶瓷做軸承材料具有良好的力學和熱學性能,即具有比金屬材料更好的壹系列性能,如足夠的強度、剛度、硬度、斷裂韌性、壓縮沖擊、耐高溫、抗氧化、比重小等。適用於軸承的陶瓷材料主要有氮化矽(si3N4)、氧化鋯(ZrOe)、氧化鋁等。氮化矽具有優異的綜合性能,已成為陶瓷軸承的首選材料。其特點是失效形式和軸承鋼壹樣,都是以威脅剝落的形式出現,而氧化鋯和氧化鋁都是以斷裂失效的形式出現。第壹,我們報道過高速高精度陶瓷球軸承的研發,大部分主要圍繞氮化矽球。要解決的主要問題之壹是陶瓷球坯體制作的研究。另壹個是高精度陶瓷球加工技術的研究。長壽命或低噪音要求的陶瓷球軸承多用於高速機床、數控機床、電主軸等高速場合。自始至終都沒有脫離SI3N4球坯的制造和加工,以及SiC、ZrO _ 2、ZTA、Sialon等新材料的研究。仍然是壹個小數目。生產實踐證明,大多數廠家使用氧化鋯。出於對成本的考慮,好的材料和工藝不能大規模使用。對海寧康耐特軸承制造有限公司生產的低噪音、幹摩擦、抗靜電陶瓷球軸承與日本NMB公司生產的同規格陶瓷球軸承進行了詳細的比較。分貝差2 db,好的產品能做到20db。和國外產品壹樣。但是價格只有NMB的15%左右。可直接與家用電器的電機匹配。但是這個價格和普通軸承相比還是高很多,而且只能用在高檔和出口的家電電機上。

其次,陶瓷軸承和陶瓷球軸承的生產是高技術陶瓷和軸承制造技術的工業結合,兩者的專業化程度都很高。陶瓷和軸承的產業結合不解決,實現高質量量產和低成本生產滿足市場需求就是壹句空話。現在國內能生產軸承的企業不能制造陶瓷材料,能生產陶瓷材料的企業也不能制造軸承。在實際應用中專業和學科差距嚴重。有些軸承廠家對陶瓷軸承和陶瓷球軸承的專業知識研究很少,尤其是陶瓷材料科學與工程。人們熟悉陶瓷軸承和陶瓷球軸承的表面內容。這就造成了壹種情況,陶瓷材料的軸承就是陶瓷軸承,加了陶瓷球就是陶瓷球軸承。國產陶瓷軸承和陶瓷球軸承只能在耐腐蝕、電絕緣、磁絕緣、低速輕載的環境中使用。國產陶瓷材料的制造也存在很大的問題。在技術和工藝沒有通過標準的前提下,盲目追求低價導致材料性能達不到預期效果。使陶瓷軸承和陶瓷球軸承的發展走入歧途,也使更多的用戶對陶瓷軸承和陶瓷球軸承失去信心。

再者,作為高科技產品研發,需要兩個階段:技術密集型投資和資本密集型投資。工業化生產陶瓷軸承,需要克服很多技術難點和使用問題,也需要大量的資金投入,還要把握好市場定位,需要業內有識之士以發展國產陶瓷軸承和陶瓷球軸承的高標準為己任。低價競爭必然導致粗制濫造,市場進壹步惡化。原始資本的積累和不斷再投資必須服務於陶瓷軸承和陶瓷球軸承向更高質量領域的發展。現階段我國陶瓷軸承發展的特點是分散、零散、小規模的本地化生產,缺乏全局意識和宏觀戰略思維。陶瓷軸承和陶瓷球軸承具有許多優良的性能,如自潤滑、耐高溫、耐腐蝕、防磁和電絕緣等。