鋼球軸承一直是現(xiàn)代軸承生產應用的主流，但是在一些高速機床內,，鋼球的硬度,、導熱性和耐磨性難以維持其加工，需要不斷的更換軸承,，浪費時間材料,。因此很多國家把目光投向工程陶瓷這類材料，利用陶瓷制造滾動體可以滿足很多當前鋼球難以滿足的情況,。
陶瓷材料因其密度小,、硬度高、耐磨損,、耐腐蝕等優(yōu)良的性能成為了制造高精度軸承滾動體和滾道的理想材料,，廣泛應用于航空航天、精密機械,、石油化工,、國防科技等各領域。
工程陶瓷根據(jù)元素組成的不同分為氮化物陶瓷,、氧化物陶瓷,、碳化物陶瓷等。從目前陶瓷球軸承的研究和實際應用情況來看,，氮化硅是最適合用來制造滾動軸承的陶瓷材料,，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在低密度、中等彈性模量,、低熱膨脹系數(shù)和優(yōu)良內在化學特性,，其毛坯球力學性能如下表所示,。
氮化硅陶瓷球的特性
現(xiàn)在，氮化硅陶瓷軸承以其獨特的機械性能和優(yōu)勢應用各行各業(yè),，帶來良好的應用價值和巨大的經濟價值,，氮化硅陶瓷有以下的優(yōu)點特性。
1.高溫應用
氮化硅材料屬于耐高溫材料,，適應用于高溫環(huán)境,，不會產生過大的變形,。在高溫環(huán)境下,，普通的鋼球軸承會在極限400℃的情況下失去其硬度和強度，鋼球滾動體會產生形變影響軸承作用,。
氮化硅陶瓷球在這溫度上下仍保持原有強度和硬度,。只有超過溫度800℃或者更高的溫度，其硬度和強度才會逐漸減弱,。
2.較小的離心力
氮化硅陶瓷的密度大概是2300kg/m3,，軸承鋼密度是7810kg/m3,，同樣體積的球體，前者質量是鋼球質量的30%左右。
利用氮化硅制作的滾動體,，在軸承高速運轉的情況下，產生的離心力對軸承的影響相對于鋼球小很多,，能夠降低軸承被破壞的程度,，增加使用時間。
3.化學穩(wěn)定性
鋼的主要含量是鐵,，在易氧化和腐蝕環(huán)境中,，鋼和酸在一起會產生化學反應，因此鋼球軸承不適合用在化工業(yè)生產上,。
而全陶瓷軸承對大部分強酸和強堿都具有良好的化學穩(wěn)定性,，比鋼球軸承適合應用在化工業(yè)，化工業(yè)選用是全陶瓷軸承,。
4.非磁性
一般在磁性環(huán)境下,，選用的是全陶瓷軸承，避免鋼材料會發(fā)生磁化及磨損后的微粉破壞軸承件,�,？商岣咻S承的使用時間及機械運轉下的穩(wěn)定性。
全陶瓷軸承所有材料均為非磁性材料,，在需要完全非磁性的場合,，以前尚未找到滿意的解決辦法，目前陶瓷的無磁性已開始用于超導相關的領域中,。
陶瓷球的幾何精度評價
陶瓷球的研磨加工過程對陶瓷球的幾何精度有決定性影響,，而陶瓷球的幾何精度對陶瓷球軸承的壽命和噪音有重大影響,。
理解陶瓷球的研磨成球原理，就是理解其幾何精度的本質,。
（1）陶瓷球研磨成球原理
球面的研磨實際是一個不斷加工,，使球面向理想球面不斷修正的過程。采用如下圖所示的研磨原理來加工陶瓷球體,。
球體研磨成球原理概括為如下兩點：
（a）切削的等概率性：所有被加工球的切削概率相等,。
（b）尺寸選擇性：加工過程中，優(yōu)先磨大球,，優(yōu)先磨球體長軸方向,。
（2）陶瓷球的幾何精度評價
陶瓷球的幾何精度也稱為形狀精度，其參數(shù)具體包括球形誤差（球度）,、波紋度,、球直徑變動量和球批直徑變動量等。
陶瓷球的形狀精度對陶瓷球軸承的振動和噪聲有很大影響,。陶瓷球的形狀精度越差,，則陶瓷球軸承在運轉過程中，由于存在陶瓷球形狀誤差,，迫使軸承旋轉軸中心位置不斷改變而導致軸承振動值就越大,。
陶瓷球表面質量評價方法
陶瓷球的表面質量影響著其動態(tài)性能和使用壽命。陶瓷球的表面質量與陶瓷球加工工藝息息相關,。陶瓷球表面質量的主要相關檢測參數(shù)有表面粗糙度,、振動值、表面缺陷,。
陶瓷球表面質量的檢測和評價方法,，目前主要有顯微觀測法、表面粗糙度測量法,、振動值檢測法和圖像處理方法,。
（1）顯微觀測法
采用顯微觀測法簡便直觀，易于操作,。顯微觀測法主要是利用金相顯微鏡對加工后的陶瓷球表面進行拍攝,，記錄其表面形貌，然后觀察比較,。
顯微觀測法便于我們發(fā)現(xiàn)球面質量變化情況,，但只是大概趨勢，不能做出定量評價,。
（2）表面粗糙度測量法
目前,，表面粗糙度的測量方法主要有四種：
1）比較法，做定性分析，由于精度很低,，無法定量測量,；
2）干涉法，利用光波干涉原理測粗糙度,，用于測量的儀器有干涉顯微鏡,，測量精度高，測量方式為非接觸式,；
3）觸針法,，測量范圍廣，操作簡便快捷可靠,，屬于接觸式測量,，容易造成被測表面劃傷，用于測量的儀器為觸針式粗糙度測量儀,；
4）光切法,，利用光切原理對粗糙度進行測量,，測量方式為非接觸式,。
（3）振動值檢測法
振動值是一個評價陶瓷球質量的綜合指標，反映的是陶瓷球材質均勻性,、全部幾何特征的綜合情況,，一般在陶瓷球的超精研或拋光階段采用。
當振動值低于28dB時,，一般認為已經達到G5級陶瓷球標準,，并且表面質量越好，振動值越小,。
參考來源
陳微.高精度陶瓷球的性能評價方法及其應用研究
謝志鵬等.國際先進結構陶瓷研發(fā)及產業(yè)化應用發(fā)展狀況
田朋.精密陶瓷球加工工藝優(yōu)化研究
