隨著機械制造業(yè)向高精度,、高速度方向發(fā)展,，軸承應(yīng)用范圍越來越廣，對軸承的性能要求也越來越高,，尤其是在一些特殊工作環(huán)境下,，金屬軸承無法適應(yīng)需求，甚至完全無法工作,。而陶瓷材料因具有密度小,、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小,、耐磨,、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能,，成為高速制造精密軸承的理想材料,。

一、氮化硅陶瓷的優(yōu)點和特性

雖然氮化硅在工業(yè)陶瓷中不是最硬的,，韌性也不是最高的,，但是在要求高性能的軸承應(yīng)用中，氮化硅被認為具有最佳的機械物理綜合特性,。下面來看一下,，氮化硅與其它軸承材料相比的優(yōu)異之處。

5種軸承材料性能對比

耐熱性

一般鋼制的軸承使用溫度超過120℃時,，硬度就會降低,，滾動壽命也會下降。而氮化硅具有很好的溫度特性,，特別適用于高溫環(huán)境,。

離心力

氮化硅的密度約為3.24×103kg/m3,，而軸承鋼的密度約為7.8×103kg/m3，僅為軸承鋼密度的40%左右,，所以當滾動體使用軸承時,，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。

線膨脹系數(shù)

氮化硅的線膨脹系數(shù)大約是軸承鋼的1/4,，所以隨溫度變化的尺寸變化量小,，故有益于在溫度變化大的環(huán)境中使用。

硬度,、彈性系數(shù),、泊松比

因為氮化硅的彈性系數(shù)大約是軸承鋼的1.5倍，所以相對載荷的彈性變形小,，相對載荷的鋼性較高,。

耐腐蝕、無磁性,、絕緣性

化工機械設(shè)備,、食品海洋等部門使用的機器，采用鋼制軸承時,，其腐蝕就是個問題,。在強磁環(huán)境中，使用鋼制軸承,，從軸承本身磨損下來的微粉被吸附在滾動體 和滾動面之間,，這將成為軸承提早剝落損壞和噪聲增大的主要原因。

二,、氮化硅陶瓷軸承的制備

氮化硅陶瓷軸承制備過程

氮化硅陶瓷粉末的制取

軸承零件用氮化硅粉末要求具有以下重要特性：純度高,；高均勻而細的顆粒；α相含量高,。最符合此要求的制備氮化硅粉末的方法為碳熱還原氮化法,，其反應(yīng)式為：

3SiO2+6C+2N2=Si3N4+6CO，此種方法得到的粉末含金屬雜質(zhì)較少,，純度高,，顆粒細，α相含量高,，符合軸承零件用材的要求,。

氮化硅陶瓷軸承相關(guān)部件成型

氮化硅陶瓷軸承相關(guān)部件的制備方法很多，如反應(yīng)燒結(jié)法,、熱壓燒結(jié)法,、無壓燒結(jié)法、二次反應(yīng)燒結(jié)法,。為了獲得完全致密的氮化硅材料,，采用熱等靜壓法比較理想,。

氮化硅陶瓷軸承相關(guān)部件加工

氮化硅陶瓷軸承相關(guān)部件的加工基本與軸承鋼材部件加工相似，磨削機理基本相同,。但是由于氮化硅的各種性能與鋼材的性能存有較大的差異,，所以在機械加工中磨削工具、加工系數(shù),、研磨混合劑等均有相當大的差別,，各工序?qū)τ?a href="http://yu-yang.com.cn/zc/1412.html" target="_blank" style="color:#0000ff">磨料的粒度、種類,、形狀,、數(shù)量,、強度,、破碎特性、磨損特性等要求均有所不同,。目前使用的磨料主要有碳化硅,、碳化硼、金剛石粉等,。

氮化硅陶瓷軸承的裝配

一般滾動軸承是由四種主要零件組成的,，即外圈、內(nèi)圈,、滾動體及保持架,。由于滾動軸承有十大類之多，不同類型的軸承采用的保持架形式各不相同,，因此軸承的裝配方式也不盡相同,。

氮化硅陶瓷軸承作為一種重要的機械基礎(chǔ)件，由于其具有其他軸承所無法比擬的優(yōu)良特性,，在新材料世界獨領(lǐng)風騷,。近年來，其在航空航天,、航海,、核工業(yè)、石油,、化工,、輕紡工業(yè)、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(shù)等領(lǐng)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，氮化硅陶瓷軸承不可缺少的替代作用正在被人們逐漸地認識,。

參考資料：
孫立鈞.軸承用氮化硅球的制造方法
徐學敏.陶瓷軸承球的應(yīng)用和生產(chǎn)加工
蔣沂萍.氮化硅陶瓷：極具前途的軸承用材
李婷.陶瓷軸承應(yīng)用開啟藍海 產(chǎn)業(yè)競爭發(fā)展風頭正勁