Siliciumnitride keramische lagerkogels zijn de kernrollen van hybride keramische lagers (stalen loopbanen + keramische ballen) en volledige keramische lagers.
In vergelijking met traditionele lagerstalen kogels hebben siliciumnitride keramische kogels een lage dichtheid (slechts 40% van staal), een hoge hardheid, een hoge elasticiteitsmodulus en een lage wrijvingscoëfficiënt, evenals uitstekende corrosiebestendigheid en elektrische isolatieprestaties.
Onder zware omstandigheden zoals hoge snelheid, hoge temperaturen, corrosie, niet-smering en magnetische interferentie kunnen keramische kogels van siliciumnitride de begrenzende snelheid, levensduur en betrouwbaarheid van lagers aanzienlijk verbeteren.
| Testitem | Eenheid | Indexbereik |
| Materiaal | – | Si₃N₄ |
| Dichtheid | g/cm³ | 3.2 |
| Vickers hardheid (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| Buigsterkte | MPa | ≥700 |
| Druksterkte | MPa | ≥2800 |
| Breuktaaiheid | MPa·m¹/² | ≥6,5 |
| Elasticiteitsmodulus | GPa | 310 |
| Poisson's Ratio | – | |
| Thermische uitzettingscoëfficiënt (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Thermische geleidbaarheid | W/(m·K) | 20 |
| Aanbevolen maximale bedrijfstemperatuur (lucht) | °C | 1200 |
| Magnetische Permeabiliteit | – | 0 (niet-magnetisch) |
| Nominale diameter (mm) | Gewone graden | Toepassing |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Miniatuurlagers |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Instrumentlagers |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Hoge snelheid elektrische spils |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Machinegereedschapslagers |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Automotive naaflagers |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Industriële pomplagers |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Grote motorlagers |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Windturbinelagers |
| 15.875（5/8″） | G16 | Lagers voor zware machines |
| 19.050（3/4″） | G16 | Lagers van mijnbouwapparatuur |
| 25.400（1″） | G16 | Speciale Grote Lagers |
Andere imperiale of metrische maten zijn op aanvraag beschikbaar.
| Graad | Variatie in de baldiameter (Vdws) | Sferische fout (Sferische afwijking) | Oppervlakteruwheid (Ra) |
| G3 | ≤0,08 μm | ≤0,08 μm | ≤0,010 μm |
| G5 | ≤0,13 μm | ≤0,13 μm | ≤0,014 μm |
| G10 | ≤0,25 μm | ≤0,25 μm | ≤0,020 μm |
| G16 | ≤0,40 μm | ≤0,40 μm | ≤0,025 μm |
| G20 | ≤0,50 μm | ≤0,50 μm | ≤0,032 μm |
Opmerking: Grades G3 tot G5 zijn geschikt voor ultra-hogesnelheids precisielagers; grade G10 tot G16 zijn geschikt voor algemene industriële lagers; en grade G20 wordt gebruikt voor toepassingen met lage precisie.
1. Lage dichtheid (3,20 g/cm³) en lage centrifugale kracht verminderen de belasting die de rollende elementen op de ringen uitoefenen tijdens hogesnelheidswerking aanzienlijk, waardoor hogere maximale werksnelheden mogelijk zijn (tot 1,5 keer die van stalen kogellagers).
2. Extreem hoge hardheid (HV 1400–1500), uitstekende slijtvastheid, goede afmetingenstabiliteit en hoge precisie retentie na langdurige gebruik.
3. Hoge elastische modulus (ca. 310 GPa), hoge stijfheid en minimale vervorming, waardoor het geschikt is voor precisiespindels die hoge stijfheid vereisen.
4. Lage wrijvingscoëfficiënt en goede zelfsmeerende eigenschappen, waardoor kortdurende werking met minimale of geen smering mogelijk is.
5. Lage thermische expansiecoëfficiënt (ca. 3,2×10⁻⁶ /K); minimale impact van de stijging van de bedrijfstemperatuur op de lagerruimte; uitstekende thermische stabiliteit.
6. Hoge temperatuurbestendigheid: Kan stabiel werken gedurende langere periodes bij temperaturen onder 800°C, ruim boven de limiet van lagerstaal (ongeveer 150°C).
7. Corrosiebestendigheid: Bestand tegen zuren, alkaliën, zeewater en diverse chemische media; geschikt voor corrosieve omgevingen zoals chemische pompen en maritieme toepassingen.
8. Elektrische isolatie: Volumeweerstand > 10¹⁴ Ω•cm; voorkomt effectief elektroerosie (vonkerosie); geschikt voor toepassingen zoals variabele frequentiemotoren en spoorwegvervoer.
9. Niet-magnetisch: Interfereert niet met magnetisch gevoelige apparatuur, waardoor het geschikt is voor medische of precisie-instrumenten zoals MRI-machines en magnetische levitatiesystemen.
10. Lange vermoeiingsduur: In hybride keramische lagers kan de contactvermoeidheidsduur van siliciumnitride keramische kogels 3 tot 5 keer zo lang zijn als die van stalen kogels.
1. Snelle spindellagers voor werktuigmachines (elektrische spindels, spindels van graveermachines).
2. Lagers voor lucht- en ruimtevaartmotorcomponenten en gyroscopen.
3. Turbolagers voor auto's, wielnaaflagers en aandrijfmotorlagers voor nieuwe energievoertuigen.
4. Windturbine-hoofdaslagers en gierlagers.
5. Lagers voor chemische pompen, corrosiebestendige pompen en zeewaterpompen.
6. Lagers voor vacuümapparatuur (olievrije smering).
7. Lagers voor spoorwegtractiemotoren (anti-elektrische erosie).
8. Lagers voor halfgeleiderapparatuur en precisie-instrumenten (niet-magnetisch, laag trillend).
9. Aandrijflagers voor hogetemperatuurovens en warmtebehandelingsapparatuur.
