陶瓷轴承材料性能介绍

　采用陶瓷轴承材料代替轴承钢（GCr15、9CrMo）等金属材料做轴承，主要目的在于利用前者比后者具有更好的或者后者本身就不具备的耐腐蚀、耐磨损、耐高温、不导磁、不导电、强度高、刚性好、比重轻等特性。使用陶瓷材料可使轴承在高速、耐腐蚀、无润滑等苛刻环境下正常运行，并能减少磨损、降低噪声、减少维护次数，从而使轴承达到更长的使用寿命。 

适合做轴承的陶瓷轴承主要有： 氮化硅（Si3N4）、氧化锆（ZrO2）、氧化铝 (Al2O3) 和碳化硅（SiC），通过比较可知， Si3N4 综合性能优越，已成为陶瓷轴承的材质。 Si3N4的重要特点在于其失效形式与轴承钢相同，以具有先兆的剥落方式出现，而 ZrO2 、Al2O3 和 SiC 均以碎裂这种灾难性的失效形式出现陶瓷轴承按材质分类所对应的使用条件：1、氧化锆ZrO2材料所制造的陶瓷轴承：主要应用于耐腐蚀（各种酸、碱、海水、化学药剂）、低速、载荷较大的使用条件下；材料优点：韧性好、刚性好，可承受一定的载荷；线胀系数大（随温度的热胀冷缩明显）是陶瓷材料中性能接近于钢材的材料；材料缺点：由于抗疲劳性能差，因而不能在高速条件下使用。在过热蒸汽下长期使用会出现性能衰减，但通过改进配方，性能有所提高。ZrO2不能在氢氟酸（HF）、溴化锂的工况下使用。2、氮化硅Si3N4材料所制造的陶瓷轴承：主要应用于耐腐蚀（各种酸、碱、海水、化学药剂）、高速、载荷较小的使用条件下；材料优点：抗疲劳性能好，其失效形式与轴承钢相同，以具有先兆的剥落方式出现，而 ZrO2 、Al2O3 和S-SiC 均以碎裂这种灾难性的失效形式出现；韧性较好（低于ZrO2）、密度低，转动惯量小，线胀系数小，非常适合于高速场合下使用。Si3N4 陶瓷在 800℃ 时，强度、硬度几乎不变，可应用于高温场合。材料缺点：不能用于载荷较大的工况条件下，不能在氢氟酸（HF）中使用。3、碳化硅S-SiC（常压烧结碳化硅）材料所制造的陶瓷轴承：主要应用于耐腐蚀（各种酸、碱、海水、化学药剂）、高温、中低速、载荷较小的使用条件下；材料优点：硬度极高、耐磨、耐高温、耐腐蚀性能，这三方面均优于Si3N4、ZrO2，可耐氢氟酸（HF）、在过热蒸汽下长期使用。多用于磁力泵、屏蔽泵的滑动轴承；机械密封的密封环；喷嘴；轴件。材料缺点：脆性大，易破损。因而使用前的形状设计非常重要。