在應(yīng)用中使用陶瓷軸承之前,了解陶瓷軸承的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)非常重要,廣州沃恩的工程師埃里克·斯?。‥rick Sloan)撰寫了一份使用陶瓷軸承設(shè)計(jì)的指南,概述常見的陶瓷軸承材料,總結(jié)了陶瓷軸承的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),本文為大家介紹陶瓷軸承的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),詳細(xì)如下。
一、優(yōu)點(diǎn)
陶瓷的微結(jié)構(gòu)具有非金屬元素之間固有的共價(jià)鍵,因此可以共享電子,這種原子合作產(chǎn)生了非常強(qiáng)大的吸引力,并由此產(chǎn)生一系列優(yōu)勢,陶瓷軸承通常具有非常高的硬度(70-90 HRc)、彈性模量以及楊氏模量,當(dāng)施加載荷時(shí),陶瓷軸承能夠抵抗形狀變化,同時(shí)改善磨損特性。
由于陶瓷材料不會(huì)產(chǎn)生微焊接,因此陶瓷軸承可以無潤滑運(yùn)行,當(dāng)滾動(dòng)元件和滾道上的表面缺陷相互作用產(chǎn)生電弧時(shí),通常會(huì)發(fā)生金屬微焊接,這會(huì)降低表面質(zhì)量,并大大縮短軸承壽命,陶瓷材料沒有這個(gè)問題,這使得它們適合于需要無潤滑環(huán)境的各種應(yīng)用。
陶瓷材料通常在
高溫下表現(xiàn)穩(wěn)定,熱膨脹較小,與金屬離子鍵相比,增加共價(jià)鍵的鍵長需要更多的能量,陶瓷是非金屬、有色金屬材料,當(dāng)接觸到水和其他危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí),它們不會(huì)像金屬一樣腐蝕,它們的高耐腐蝕性使其在潮濕和化學(xué)腐蝕環(huán)境中表現(xiàn)優(yōu)異。
許多工程陶瓷也具有低密度,同時(shí)由于向心力低和摩擦力減小,陶瓷軸承有更高的轉(zhuǎn)速,由于大多數(shù)陶瓷中缺少自由電子,因此陶瓷軸承是非磁性的,并具有極好的
絕緣特性。

二、缺點(diǎn)
陶瓷軸承比金屬軸承貴得多,由于陶瓷非常堅(jiān)硬,在制造精密軸承時(shí),加工和磨削成本很快就會(huì)增加。隨著尺寸的增加,由于需要高成本的加工方法,價(jià)格也呈指數(shù)增長,包括克服坯體中的溫度梯度所需的較慢的燒結(jié)過程、在較大體積上均勻施加的壓力的量以及由此產(chǎn)生的機(jī)器成本。
與金屬相比,陶瓷軸承具有較低的承載能力,并且對熱沖擊敏感,熱沖擊是指材料內(nèi)的溫度梯度導(dǎo)致不均勻膨脹,從而導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力,該應(yīng)力可能超過材料的強(qiáng)度,從而形成裂紋。
陶瓷也更難獲得高質(zhì)量的表面光潔度,可以將其研磨至Ra 0.1的表面光潔度,從而達(dá)到P5精度等級,然而,由于最近的技術(shù)進(jìn)步,陶瓷軸承現(xiàn)在也可以達(dá)到更高的精度等級。