Большинство промышленных подшипников качения работают под длительной циклической нагрузкой, а усталость материала является основной причиной сноса подшипников. Силиконовые нитридные шары имеют отличную антиусталостную производительность, которая намного лучше, чем стальные шары и другие керамические шары. Анализ его механизма сопротивления усталости может помочь промышленности сократить простои оборудования, вызванные повреждения материала усталости.
Под циклической нагрузкой подразумевается накопление микроповреждений внутри материала после неоднократного экструзии и трения. Обычные несущие стальные шары будут создавать микротрещины на поверхности после миллионов циклических нагрузок. С увеличением рабочего времени трещины расширяются и приводят к шелушению, вибрации и несрабатыванию подшипника. Нитрид кремния имеет плотную кристаллическую структуру без внутренних поров, что препятствует образованию трещин усталости.
Высокая твердость и равномерное распределение напряжения повышают устойчивость к усталости. Когда шары силиконового нитрида несут нагрузку, поверхностное напряжение распределяется равномерно без локальной концентрации напряжения. Даже при высокоскоростной переменной нагрузке поверхность не будет вызывать оседания и усталости ямы. Срок его усталости при стандартных условиях испытания более чем в 10 раз превышает срок службы хромированных стальных шаров.
Усталость от изменения температуры также эффективно подавляется. В процессе работы механического оборудования изменение температуры между холодным и горячим приведет к расширению и сжатию материала. Металлические материалы подвержены растрескиванию от термической усталости, в то время как нитрид кремния имеет низкий коэффициент теплового расширения. Пространственное изменение является незначительным во время температурных колебаний, избегая повреждения от термической усталости, вызванного неоднократным расширением и сжатием.
Совместимость смазки дополнительно оптимизирует устойчивость к усталости. Шары нитрида кремния могут образовывать стабильную смазку с различными смазочными материалами. Масляная пленка уменьшает поверхностное трение и избегает сухого износа от трения. Даже в плохих условиях смазки, ее самосмазка может поддерживать низкий уровень трения и задержки усталости отказ.
Для большегрузных машин, высокоскоростных двигателей и оборудования непрерывного производства основным индексом элементов качения является устойчивость к усталости. Силиконовые нитридные шары эффективно решают болевые точки усталостных отказов традиционных шаров, улучшают время непрерывной работы оборудования и снижают себестоимость производства.
