陶瓷球轴承的陶瓷球轴承的发展现状分析

户外乞丐哥 2024-05-24 07:57:39

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陶瓷轴承和陶瓷球轴承是轴承大类中一支奇葩，是新工艺、新材料、新结构的一种完美的结合。作为承运机械转动的基础件，由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能，在各种特殊环境、恶劣环境下得到广泛的应用。因为具有抗高温、耐低寒、耐腐蚀、绝电、阻磁、低密度、高强度等性能在新材料世界独领风骚。近十多年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。在航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、新能源、食品、机车、地铁、高速机床及科研国防军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦、易生锈等特殊工况下工作，陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用，逐步推广到国民经济各个工业领域。批量化的生产使市场价格也逐渐接近实用化，达到用户可接受的程度。通过不同行业批量化、长时间的使用考验。许多成功的案例体味到了陶瓷轴承和陶瓷球轴承所带来的免维护、长寿命、高稳定、低成本的优越性。陶瓷轴承和陶瓷球已从研究、试制阶段走向批量化生产的阶段，大面积应用的浪潮已经涌来。按材料分：陶瓷轴承可以分为氧化锆陶瓷轴承、氮化硅陶瓷轴承、复合陶瓷材料轴承。按结构分：陶瓷轴承可以分为：氧化锆带保持器陶瓷轴承、氮化硅带保持器陶瓷轴承、复合带保持器陶瓷轴承。一般陶瓷轴承的保持器材料以聚**（ptfe）作为标准配置，还可以采用玻璃纤维增强的尼龙66（grpa66-25），特种工程塑料（peek，pi），不锈钢（sus316、sus304），黄铜（cu）等。陶瓷材料保持架因兜孔加工、成型技术等难题，现还较少采用；由于保持器的材料限制针对特种使用场合又开发了无保持器的氧化锆满球全陶瓷轴承和氮化硅满球全陶瓷轴承和复合满球陶瓷轴承。按材料的完整性分：上面所说到的陶瓷轴承的主要部件内外圈和滚动体多是采用陶瓷材料，就定义为陶瓷轴承；如果轴承的内外圈和滚动体有一部分不是采用陶瓷材料时我们就定义为混合陶瓷轴承。混合陶瓷轴承中运用比较广泛的就是球采用陶瓷材料称为陶瓷球轴承，可分为氧化锆陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷球轴承。不同材料和不同结构的陶瓷轴承和陶瓷球轴承在使用时需要注意的问题也各不相同，具体细节请查询陶瓷轴承和陶瓷球轴承的专业生产厂家获取更多的帮助。第一套陶瓷轴承诞生在美国（nasa）宇航局，自1972年第一套陶瓷轴承研制成功后，世界各国就一直在竞相开发、研制新一代更高性能的陶瓷轴承，经过近四拾年的努力陶瓷轴承最突出的效果是较大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限转速，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空、化工等行业的应用也已取得了良好效果。当今世界著名的轴承公司无一不在研发、生产陶瓷轴承和陶瓷球轴承，而产品的质量高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。据不完全统计，到目前为止，国外能够生产陶瓷轴承的有：美国、日本、德国、法国、俄罗斯、韩国、英国等十几个**。其中陶瓷球轴承的生产在国外起步较早，运用的场合范围较广，比如数控机床用陶瓷球轴承、磨床电主轴用陶瓷球轴承、机床滚珠丝杠用陶瓷球轴承等。陶瓷球轴承的高耐磨性、自润滑性、超高转速等性能得到了淋漓尽致的发挥，也为高精度机床、高速机床、特种环境设备作出了贡献。作为陶瓷球轴承的核心部件－陶瓷球体，国外的研发和竞争也比较激烈。美国的norton公司采用hip法生产的陶瓷球在国际上堪称一流水平。世界各国研究陶瓷球轴承处于领先水平的主要公司有瑞典的skf、德国的fag、法国的圣戈班、日本的nsk、koyo、nmb（美培亚）、日本的msrhk等。轴承是机械行业生产量较大、应用面广的产品，其中球轴承所占的比例最大．国内外都把陶瓷轴承的研发重点放在陶瓷球轴承方面．陶瓷球轴承可分为混合式陶瓷球轴承和全陶瓷球轴承2种．其中，混合式陶瓷球轴承指轴承中仅有滚动体零件是由陶瓷材料制成，而全陶瓷轴承是指轴承内外圈和滚动体全部都由陶瓷材料制成的．混合式陶瓷球轴承又可分为3种：第一种，球用陶瓷材料，而其余仍用金属材料；第二种，球、内圈为陶瓷，而外圈为金属材料；第三种，球与外圈为陶瓷，内圈为金属材料．用工程陶瓷作为轴承材料，具有良好的机械和热性能，即具有足够的强度、刚度、硬度、断裂韧性、抗压冲击力、耐高温、抗氧化能力、比重小等一系列比金属材料更好的性能．适用于做轴承的陶瓷材料主要有氮化硅(si3n4)、氧化锆(zroe)、氧化铝，这3种陶瓷材料中，氮化硅综合性能优越，已成为陶瓷轴承的首选材质．它的特点在于失效形式与轴承钢一样，是以有先兆的剥落方式出现，而氧化锆、氧化铝均以碎裂的失效形式出现．首先，我们见诸报道的都是高速、高精度的陶瓷球轴承的研发，且通常多以围绕氮化硅球为主，主要解决的问题，一个是陶瓷球的制坯研究，另一个是高精度陶瓷球的加工工艺方法研究，在使用上多属高速机床、数控机床、电主轴等高速场合，长寿命或低噪声等要求的陶瓷球轴承，自始至终没能脱离si3n4球坯的制造和加工，对新型材料如：sic、zro2、zta、sialon等材料的研究尚属少量，生产实践证明，应用zro2的厂家占绝大多数。由于顾虑成本原因造成好的材料和工艺无法大规模运用。海宁康耐特轴承制造有限公司生产的低噪声、干摩擦、防静电陶瓷球轴承和日本nmb公司的相同规格的陶瓷球轴承进行过详细的对比，在分贝上就相差2个db，好的产品可以做到20db。和国外产品相同。但价格才定位在nmb公司的15%左右。可以和国内家用电器的电机直接配套。但这样的价格和普通轴承相比还是高出了一大截，只有在高档的和出口的家用电器电机里才能得到使用。其次，陶瓷轴承和陶瓷球轴承的生产是高技术陶瓷与轴承制造技术的产业化结合，二者的专业化程度均很高，如不解决陶瓷与轴承的产业结合问题，实现优质大批量、低成本生产，满足市场需求就是一句空话。而今，国内能够生产轴承的企业制造不了陶瓷材料，能够生产陶瓷材料的企业制造不了轴承，专业和学科之间在实际应用上严重脱节，一些轴承生产企业对陶瓷轴承和陶瓷球轴承在专业知识尤其是陶瓷材料科学与工程上研究比较少，人们熟知的是陶瓷轴承和陶瓷球轴承的表面内容。造成了一种是陶瓷材料做成的轴承就是陶瓷轴承，加入陶瓷球就是陶瓷球轴承的局面。国内的陶瓷轴承和陶瓷球轴承只能在耐腐蚀、绝电、绝磁、低转速、轻负荷的环境下使用。还有就是国内陶瓷材料的制造存在较大的问题，在工艺和技术还没有过关的前提下，盲目追求低价造成材料的性能根本无法达预期的效果。使得陶瓷轴承和陶瓷球轴承的发展走入新的歧途，也造成较多的使用单位对陶瓷轴承和陶瓷球轴承失去信心。再者，作为高技术产品的研发，要经过技术密集型投入和资金密集型投入两个阶段，产业化生产陶瓷轴承，既要攻克许多技术难点，和使用难题又需要较大的资金投入，还要把握市场定位，需要业内有识之士以发展国内陶瓷轴承和陶瓷球轴承的高水准为己任。低价的竞争势必带来粗制滥造和市场的进一步恶化。原始资本的积累和持续的再投入必须服务于陶瓷轴承和陶瓷球轴承往更高质量的领域发展。我国陶瓷轴承现阶段的发展表现为散乱、各自为政、小规模局部化生产缺乏整体意识和宏观战略思想。陶瓷轴承和陶瓷球轴承所具有的诸多优良性能如：自润滑、耐高温、耐腐蚀、防磁、电绝缘等 20210311

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