
隨著社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,軸承的使用環(huán)境和條件越來越多樣化,對軸承的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和性能的要求也越來越高,一些高科技領(lǐng)域和某些特殊環(huán)境下工作的機械,如航空航天、核能、冶金、化工、石油、儀器、機械、電子、紡織、制藥等工業(yè),需要在高溫、高速、高精度、真空、無磁性、無油潤滑、強酸、強堿等特殊環(huán)境下工作。這些新的要求僅僅依靠對傳統(tǒng)的金屬軸承改進(jìn)結(jié)構(gòu)或改善潤滑條件已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)某些陶瓷材料具有優(yōu)異的性能,可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴(yán)酷的工作環(huán)境,并且又具有軸承材料所要求的全部重要特性,因此將陶瓷材料應(yīng)用于軸承制造。
越來越多的人認(rèn)識和了解陶瓷軸承的優(yōu)越性,并使用它,隨著加工技術(shù)的不斷進(jìn)步,工藝水平的日益提高,陶瓷軸承的成本不斷下降,己經(jīng)從過去只在一些高、精、尖領(lǐng)域小范圍內(nèi)應(yīng)用,逐步推廣到各個工業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)品市場價格也逐漸接近實用化。
陶瓷材料的重量僅為同等鋼材重量的40%,密度小這一特點,可實現(xiàn)軸承的輕量化和高速化,使得陶瓷軸承在高速旋轉(zhuǎn)時能夠抑制因離心力作用引起的滾動體載荷的增加和打滑,陶瓷軸承的轉(zhuǎn)速是鋼制軸承的1.3~1.5倍,其DN值可達(dá)300萬,例如角接觸球軸承,由于具有一定的接觸角,其滾動體與滾道面之間會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)滑動,當(dāng)采用密度小的陶瓷滾動體時,不僅旋轉(zhuǎn)滑動小,而且對軸承發(fā)熱和表面損傷均起到有益的作用,對于航空航天飛行器也是非常有益的。
氮化硅陶瓷的彈性模量比金屬高得多,是金屬的1.5倍,因而受力后的彈性變形小,相對載荷的剛性高,大約可提高剛度15%~20%,從而減輕了機床的振動。在高精密系統(tǒng)中獲得了良好的應(yīng)用價值,如超精密機床的主軸、高精度的航天軸承等。