Materiales cerámicos utilizados en la industria de fabricación de rodamientos: materiales de nitruro de silicio

Los rodamientos cerámicos de nitruro de silicio se utilizan principalmente en cuatro aspectos:
1. Rodamientos de alta velocidad;
2. Rodamientos de alta temperatura;
3. Rodamientos de vacío;
4. Rodamientos resistentes a la corrosión.

La razón por la que los rodamientos de bolas cerámicos de nitruro de silicio pueden funcionar en entornos y condiciones especiales se debe exclusivamente al rendimiento de la cerámica de nitruro de silicio. La cerámica de nitruro de silicio ofrece las siguientes ventajas:

1. Alta velocidad
El peso del material cerámico es solo el 40% del peso del acero, y su baja densidad permite que el rodamiento sea ligero y de alta velocidad. Esto permite que el rodamiento cerámico suprima el aumento de la carga del elemento rodante y el deslizamiento causado por la fuerza centrífuga cuando gira a alta velocidad. La velocidad de los rodamientos cerámicos es de 1,3 a 1,5 veces mayor que la de los rodamientos de acero, y su valor DN puede alcanzar los 3 millones.
2. Alta rigidez
El módulo elástico de la cerámica de nitruro de silicio es mucho mayor que el del metal, que es 1,5 veces mayor, por lo que la deformación elástica tras la tensión es baja y la rigidez relativa a la carga es alta, lo que puede aumentar la rigidez entre un 15% y un 20%, reduciendo así el coste de la máquina herramienta.
3. Larga vida útil
Además, la resistencia mecánica de la cerámica de nitruro de silicio es considerable, y su resistencia a la tracción y a la flexión son equivalentes a las de los metales. Si bien su resistencia a la compresión es extremadamente alta, de 5 a 7 veces mayor que la de los materiales metálicos, especialmente en condiciones de alta temperatura, mantiene una alta resistencia y dureza, que se mantiene prácticamente inalterada incluso a 1200 °C. En caso de mezcla de materias extrañas, las bolas de cerámica rara vez causan fallas por desconchado. Por lo tanto, los rodamientos cerámicos con buena resistencia a la indentación suelen tener una vida útil más larga. La vida útil de los rodamientos de acero es generalmente de 3 a 5 veces mayor que la de los rodamientos de acero.

4. Baja radiación térmica
Dado que el coeficiente de fricción de los materiales cerámicos de nitruro de silicio es bajo, aproximadamente el 30 % del acero estándar para rodamientos, en comparación con los materiales metálicos, la cerámica de nitruro de silicio tiene una conductividad térmica deficiente, por lo que el calor generado por los rodamientos cerámicos es bajo durante el funcionamiento, lo que permite prolongar la vida útil de la grasa.