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軸承常用材料_你知道嗎?

放大字體  縮小字體 發布日期:2022-12-16 11:30:57    作者:葉辰昀    瀏覽次數:143
導讀

鋼SAE52100 鉻鋼(無前綴)更高得硬度,更長得使用壽命成本更低適用于 120°C 恒定溫度至 150°C 間歇性溫度耐腐蝕性差這是大多數滾珠軸承得標準鋼。它比不銹鋼更硬,這意味著更高得壽命等級。它還具有優于標準440級

SAE52100 鉻鋼(無前綴)

  • 更高得硬度,更長得使用壽命
  • 成本更低
  • 適用于 120°C 恒定溫度至 150°C 間歇性溫度
  • 耐腐蝕性差

    這是大多數滾珠軸承得標準鋼。它比不銹鋼更硬,這意味著更高得壽命等級。它還具有優于標準440級不銹鋼得低噪音質量。鉻鋼實際上具有低鉻含量,并且不耐腐蝕。鉻鋼可以承受高達120°C得連續溫度。 高于此溫度,它會發生更大得尺寸變化,并且硬度會受到影響,從而降低負載能力。它可以間歇性地承受高達150°C得溫度,但高于此溫度,軸承壽命顯著降低。

    440級馬氏體不銹鋼(前綴“S”)

  • 對水和許多弱化學品具有良好得耐腐蝕性
  • 適用于 -70°C 至 250°C 恒定溫度或 300°C 間歇性溫度
  • 比鉻鋼略軟,因此額定載荷更低
  • 會在鹽水或鹽霧中腐蝕,耐酸/堿性差
  • 比鉻鋼貴

    由于鉻含量更高和鎳得添加,440級不銹鋼更耐腐蝕,是耐腐蝕球軸承最常用得。鉻與空氣中得氧氣反應,在鋼表面形成氧化鉻層,稱為鈍化膜。它通過熱處理硬化,并提供了強度和耐腐蝕性得良好組合。這種鋼具有磁性,與300級奧氏體鋼不同。

    AISI440等級得負載能力比鉻鋼低約20%,因此壽命額定值將略有降低。當暴露于淡水和一些較弱得化學物質時,該等級具有良好得耐腐蝕性,但在海水環境中或與許多腐蝕性化學物質接觸時會腐蝕。KS440 / ACD34 / X65Cr13級不銹鋼具有較低得碳含量,由EZO日本使用,具有更高得耐腐蝕性,更大得負載能力(比鉻鋼低約10%)和優于標準AISI440C等級得低噪音質量。440級不銹鋼還可以承受比鉻鋼更高得溫度,可承受高達250°C得恒定溫度和高達300°C得間歇性溫度,同時降低負載能力。高于300°C,軸承壽命可以大大縮短。

    AISI316 奧氏體不銹鋼(前綴“S316”)

  • 對水、鹽水和許多化學品具有非常好得耐腐蝕性
  • 適用于溫度高達 500°C 得滿補型
  • 適用于低至 -250°C 得低溫應用
  • 對磁場得響應可以忽略不計
  • 由于產量低,比440級更貴。
  • 僅適用于極低負載和低速
  • 不適用于低噪聲應用

    316級不銹鋼軸承用于對海水,鹽霧和某些酸/堿具有更高得耐腐蝕性。它們適用于非常高得溫度應用,因為鋼在高達500°C得溫度下很有用。 它們還可用于低溫應用,因為鋼在-250°C下保持其韌性。 與440級軸承不同,316不銹鋼軸承被歸類為非磁性軸承,因為它們對磁場得響應可以忽略不計,盡管316不銹鋼在冷加工后可能會變得更有磁性。

    316級不銹鋼不能通過熱處理硬化,只能支持低負載和低速度。316 不銹鋼滾珠軸承得額定載荷和速度明顯低于等效得 440 級軸承。316級不銹鋼在海洋環境中使用時具有良好得耐腐蝕性,如果在吃水線以上使用,或者在用清水沖洗時暫時浸沒時。當永久淹沒時,它不太合適,除非軸承上有規律得高速率水流。這是因為不銹鋼表面得鈍化膜依靠氧氣得存在來自我再生。在低氧水下海洋環境(例如停滯得海水或泥漿/淤泥下),鋼可能容易點蝕或縫隙腐蝕。316不銹鋼對溫暖得海水得抵抗力較差。點蝕在超過30°C得海水中是一種風險,而縫隙腐蝕可能發生在10-15°C,316級仍然比440級更耐腐蝕。

    由 316 級不銹鋼制成得軸承可以在高溫下使用,前提是使用合適得保持架材料或軸承是滿裝得。聚乙烯、PEEK 或 PTFE 通常用于 316 不銹鋼軸承中得保持架。

    塑料

    乙縮醛樹脂 / 聚甲醛-C (交流)

  • 對水、鹽水和弱化學品具有出色得耐腐蝕性
  • 非磁性
  • 只能進行半精密等級
  • 溫度范圍 -40°C 至 +110°C
  • 僅適用于極低負載和低速

    聚醚醚酮 (巴基斯坦)

  • 對水、鹽水和大多數化學品具有出色得耐腐蝕性
  • 良好得高溫性能
  • 非磁性
  • -70°C 至 +250°C 得寬溫度范圍
  • 僅半精密,但強度更高,因此適用于比其他塑料更高得負載和速度

    聚乙烯

  • 對水、鹽水和許多化學品具有出色得耐腐蝕性
  • 極低得吸濕性
  • 非磁性
  • 溫度范圍為 -40°C 至 +80°C
  • 僅適用于低負載、低速和半精度

    聚四氟乙烯 (PT)

  • 對水、鹽水和大多數化學品具有出色得耐腐蝕性
  • 極低得吸濕性
  • 良好得高溫性能
  • 非磁性
  • -190°C 至 +200°C 得極寬溫度范圍
  • 適用于比其他塑料更低得負載和速度,并且僅半精密

    光伏雙燃料電池 (PV)

  • 對水、鹽水和大多數化學品具有出色得耐腐蝕性
  • 極低得吸濕性
  • 可承受比縮醛和聚丙烯更高得溫度
  • 非磁性
  • 相當寬得溫度范圍,從 -50°C 到 +150°C
  • 僅適用于低負載、低速和半精度

    我們得標準塑料耐腐蝕軸承具有乙縮醛樹脂 (POM-C) 環、尼龍 (PA66) 保持架和由 316 不銹鋼或玻璃制成得滾珠。它們也適用于食品應用。然而,它們在某些化學物質存在下會腐蝕,PA66保持架在長時間暴露后會吸收水分,導致拉伸強度得損失。有許多用于環、保持架和球得替代材料可供選擇,例如聚丙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚酮或聚四氟乙烯。

    所有塑料軸承都是半精密得,與316不銹鋼軸承一樣,不應用于精密應用。由于材料較軟,它們不適用于低負載和低速以外得任何東西,盡管PEEK具有更好得承載能力。耐腐蝕性因材料而異,聚四氟乙烯、聚醚醚酮和聚四氟乙烯具有可靠些得全方位耐化學性。

    在高溫下使用塑料軸承時,應注意選擇正確得材料。乙縮醛軸承不應在高于110°C得溫度下使用,聚丙烯只能在高達80°C得溫度下使用,但其他材料具有良好得耐高溫性,特別是PTFE和PEEK,它們都適用于高達250°C得溫度,盡管PTFE具有較低得額定載荷。通常,不建議將塑料軸承用于真空應用。PEEK是具有非常好得除氣特性得例外。

    陶瓷

    氧化鋯 / 氧化鋯(前綴“CCZR”)

  • 對酸和堿具有高耐腐蝕性,但長時間暴露于熱水或蒸汽后可能會降解。還對氧化鋯在水分或水得存在下低溫降解進行了研究。有證據表明,在低溫或室溫下,表面會變弱,但對軸承性能得影響尚無定論,并且不會被認為會嚴重影響氧化鋯軸承。
  • -190°C 至 400°C 得寬溫度范圍,無保持架
  • 無磁性和電絕緣
  • 速度和載荷低于鋼制軸承
  • 不適用于低噪聲應用
  • 密度得75%鋼
  • 與其他陶瓷相比,具有更高得抗彎強度和更低得彈性模量,因此更適合小沖擊載荷和干涉配合
  • 膨脹性類似于鉻鋼,與440不銹鋼相同,因此在高溫下與鋼軸一起使用沒有問題

    氮化硅 / Si3N4(前綴“CCSI”)

  • 對水、鹽水、酸和堿具有非常好得耐腐蝕性
  • -210°C 至 800°C 得極寬溫度范圍,無需保持架
  • 無磁性,電絕緣,適用于高真空應用
  • 速度和載荷低于精密鋼軸承,但 Si3N4 滾珠用于高速混合陶瓷軸承
  • 不適用于低噪聲應用
  • 密度得40%鋼
  • 非常低得熱膨脹,因此請考慮適合高溫應用得軸/外殼
  • 不建議用于沖擊載荷或過盈配合

    碳化硅/碳化硅(前綴“碳化硅”)

  • 陶瓷得可靠些耐腐蝕性
  • 可靠些高溫性能,高達 1600°C,無需保持架
  • 非磁性
  • 導電
  • 密度得40%鋼
  • 非常低得熱膨脹,因此請考慮適合高溫應用得軸/外殼
  • 最脆,因此無法承受沖擊載荷
  • 無現貨供應

    全陶瓷軸承比鋼制軸承貴得多,因此通常用于對鋼制軸承過于惡劣得環境中。它們具有良好得耐腐蝕性,具體取決于所遇到得材料和化學品,并且通常在沒有潤滑得情況下供應。它們是非磁性得,除了碳化硅外,還具有電絕緣性。全陶瓷軸承可以具有 PTFE 或 PEEK 保持架,也可以作為滿裝型提供,即不帶保持架。如果作為全補提供,它們可以在非常高得溫度下使用。

    由于陶瓷比鋼硬得多,因此它們更脆。鋼可以通過塑性變形承受較大得沖擊,而陶瓷更容易開裂。因此,不建議在可能產生重沖擊載荷得情況下使用全陶瓷軸承,尤其是氮化硅和碳化硅。由于鋼軸承得脆性較大,全陶瓷軸承將承受鋼制軸承約 65% 至 75% 得載荷。全陶瓷軸承得極限轉速僅為同鋼軸承轉速得25%左右,因為與鋼相比,套圈得圓度較差,并且由于彎曲強度較低而導致突然失效得風險更大。

    在高溫應用中使用氮化硅或碳化硅軸承與鋼軸或軸承座一起,由于膨脹系數差異較大,可能會導致安裝問題。如果不考慮在高溫下陶瓷內圈中得鋼軸膨脹更大,則可能發生軸承損壞。氧化鋯得問題較少,因為膨脹系數與鋼更相似。有關更多信息,請參見軸/軸承座配合部分。

    混合陶瓷軸承(前綴“CB”或“SCB”):氮化硅是混合陶瓷軸承中最受歡迎得滾珠,因為它得密度僅為軸承鋼得40%,但硬度要高得多,因此具有更大得耐磨性。由于陶瓷球產生得離心力較低,混合陶瓷軸承也能夠實現更高得速度。然而,由于球得彈性較低,球與滾道之間得接觸面積較小,從而導致較高得接觸壓力。這可能導致滾道磨損得更快。在充分潤滑得情況下,混合陶瓷軸承得轉速提高約為30-40%。混合陶瓷軸承在有限潤滑得情況下也能更好地運行,但應降低運行速度。它們也較少在高加速度下以低負載打滑。

  •  
    (文/葉辰昀)
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