陶瓷軸承是指滾動體材質為陶瓷的軸承,通常應用于精密角接觸球軸承和精密圓柱滾子軸承,具有優秀的高轉速、低溫升特性,且可以允許短時間的無油運行,應用陶瓷材質滾動體的的陶瓷軸承的使用壽命和可靠性得到顯著提升。

陶瓷球軸承(來源:SKL)
陶瓷軸承的種類繁多,根據不同的分類標準,可以將其分為多種類型。以下是一些主要的分類方式:
按材料分類
1.氧化鋯陶瓷軸承:具有良好的磁電絕緣、耐磨和抗腐蝕、自潤滑、耐高溫和高寒等等性能,軸承套圈及滾動體均為氧化鋯(ZrO2)陶瓷材料制造,保持器一般使用聚四氟乙烯(PTFE)材料,也可采用玻璃纖維尼龍66,特種塑料,不銹鋼,黃銅等材料。

來源:北京中興實強
2.氮化硅陶瓷軸承相較于氧化鋯(ZrO2)材料制造的陶瓷軸承,可用于更高的轉速、更高的負荷,及更高的溫度等極端工況中,也可用于具有高速高精度高剛性需求的主軸應用,其套圈及滾動體均采用氮化硅(Si3N4)陶瓷制造,保持器一般為聚四氟乙烯(PTFE),也可采用RPA66-25,PEEK,及酚醛夾布膠木管等等材料制造。

來源:北京中興實強
3.碳化硅陶瓷軸承:碳化硅陶瓷相比其它幾種陶瓷,它的表現在:耐化學腐蝕性最好、尤其耐氫氟酸的侵蝕;強度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數小,耐溫最高。

來源:北京中興實強
4.氧化鋁陶瓷軸承:軸承的滾動體和內外圈均由氧化鋁陶瓷材料制成。氧化鋁陶瓷具有高硬度、優異的耐磨性、耐腐蝕性和高溫穩定性等優點,使其成為制造軸承的理想材料之一。
99%氧化鋁全陶瓷軸承(來源:元廣貿易)
5.復合陶瓷材料軸承:它是一種利用不同種類的陶瓷材料組合而成的軸承,通常包括內外圈采用陶瓷材料,滾動體采用陶瓷或者其他材料。這種設計結構可以充分發揮各種陶瓷材料的優點,比如高硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及低摩擦系數等特性。

復合陶瓷材料軸承(來源:道名陶塑)
這些不同類型的陶瓷軸承具有各自獨特的性能特點,如高硬度、高耐磨性、耐高溫、優良的機械性能以及抗氧化等特性。
按結構分類
1.氧化鋯帶保持器陶瓷軸承
2.氮化硅帶保持器陶瓷軸承
3.復合帶保持器陶瓷軸承:通常采用陶瓷滾動體,同時在保持器方面可能結合了不同材料,如金屬、聚酰亞胺等。
陶瓷軸承的保持器材料也有多種選擇,如聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維增強的尼龍66(GRPA66-25)、特種工程塑料(PEEK, PI)、不銹鋼(SUS316、SUS304)和黃銅(Cu)等。

軸承保持架(來源:北京中興實強)
按滾動體的形狀分類
1.陶瓷球軸承

捷太格特(JTEKT)電機用新陶瓷球軸承
2.陶瓷滾珠軸承

來源:伍全企業
按材料的完整性分類
如果軸承的內外圈和滾動體都采用陶瓷材料,那么定義為全陶瓷軸承。
如果軸承的內外圈和滾動體只有一部分采用陶瓷材料,則定義為混合陶瓷軸承。

全陶瓷軸承系列(來源:海寧科巍)
此外,還有一些特定類型的陶瓷軸承,如深溝球陶瓷絕緣軸承、圓柱滾子陶瓷絕緣軸承、調心滾子陶瓷絕緣軸承和圓錐滾子陶瓷絕緣軸承等。這些軸承在特定的應用場合下具有獨特的優勢,如高絕緣性能、高徑向載荷能力等。

來源:北京中興實強
陶瓷軸承的種類繁多,每種類型都有其獨特的應用場景和性能特點。在實際應用中,需要根據具體的工作環境和要求選擇合適的類型,以保證其性能和壽命。
來源:SKL
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推薦展會:第六屆精密陶瓷暨功率半導體產業鏈展覽會
同期舉辦:熱管理材料展
2024年8月28日-30日
一、精密陶瓷產業鏈:
1、陶瓷器件及材料:MLCC、LTCC、HTCC、微波介質陶瓷、壓電陶瓷、鈦酸鋇、碳酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃粉、氮化鋁、LTCC介質陶瓷粉體、稀土氧化物、生瓷帶等;
2、精密陶瓷:氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化釔、結構陶瓷、高溫陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷軸承、陶瓷球、半導體陶瓷(搬運臂、陶瓷劈刀、靜電卡盤、蝕刻環……)、3D打印陶瓷、燃料電池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纖陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
3、陶瓷基板及封裝外殼:陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等;
4、金屬材料:銀粉、金粉、銅粉、鎳粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用內/外電極漿料、LTCC銀漿、金漿、鎢鉬漿料、銅漿、靶材、無氧銅帶、可伐合金、金屬沖壓件等;
5、助劑:陶瓷和導電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑、燒結助劑等;
6、設備:
陶瓷加工設備:砂磨機、球磨機、真空脫泡機、三輥機、噴霧造粒機、干壓機、流延機、注塑機、3D打印機、模具、干燥設備、研磨機、精雕機、裁片機、激光設備、打孔機、填孔機、絲網印刷機、疊層機、層壓機、等靜壓機、熱切機、整平機、排膠爐、燒結爐、釬焊設備、電鍍設備、化學鍍、噴銀機、浸銀機、端銀機、真空鍍膜設備、顯影設備、去膜設備、蝕刻機、濕制程設備、等離子清洗、超聲波清洗、自動化設備、剝離強度測試儀、AOI檢測設備、打標機;
封裝測試設備:貼片機、引線鍵合機、封蓋機、平行縫焊封帽、切筋機、釬焊設備、激光調阻機、網絡分析儀、熱循環測試設備、測厚儀、氦氣檢漏儀、老化設備、外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡、X-光檢測、激光打標、分選設備、測包編帶機等;
7、耗材:離型膜、載帶(塑料和紙質)、耐火材料、承燒板/匣缽(氧化鋁、剛玉莫來石、氮化硼等)、承燒網、發泡膠、研磨耗材(金剛石微粉、研磨液)、精密網版、清洗劑、電鍍藥水等。
二、熱管理產業鏈:
1、熱管理材料:氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、石墨烯、石墨、碳納米管、空心玻璃微珠、導熱粉體、散熱基板、熱沉(鎢銅、鉬銅、氮化鋁、金剛石等)、鋁碳化硅AlSiC、相變材料、導熱凝膠、導熱界面材料、導熱墊片、導熱膠帶、灌封膠、熱管/均熱板;
2、散熱器件:半導體制冷片(TEC)、IGBT散熱器(銅、鋁)、大功率晶體管散熱器、通信基站散熱殼體、液態金屬散熱器、插針式散熱器等;
3、設備:壓延機、涂布機、分條機、模切機、復卷機、切片機,CNC設備、壓鑄/沖壓設備、熱分析儀器、激光導熱儀、導熱系數儀、強度試驗機、檢測設備、自動化等。
三、功率半導體器件封裝產業鏈:
1、材料:碳化硅,陶瓷襯板(DBC、AMB)、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板(銅、鋁碳化硅AlSiC)、導熱硅凝膠、環氧灌封膠、焊料(預制焊片)、銀膜/銀膏、散熱器(銅、鋁)、功率引出端子(銅端子)、外殼(工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍)、清洗劑等;
2、設備及配件:真空焊接爐、貼片機、固晶機、引線鍵合機、X-ray、推拉力測試機、等離子清洗設備、點膠機、絲網印刷機、超聲波掃描設備、動靜態測試機、點/灌膠機、銀燒結設備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設備、高速插針機、彎折設備、超聲波焊接機、視覺檢測設備、推拉力測試機、高低溫沖擊設備、功率循環測試設備、打標機、檢驗平臺、治具等;

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原文始發于微信公眾號(陶瓷科技視野):陶瓷軸承有哪些種類?
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