Соответствующий уровень смазки является одним из решающих внешних факторов, влияющих на общий цикл эксплуатации и эксплуатационную устойчивость подшипников, собранных с шариками нитрида кремния. Многие случаи преждевременного выхода из строя гибридных подшипников на основе силиконового нитрида вызваны не самим дефектом материала, а необоснованным выбором смазки, недостаточным запасом масла или ухудшением управления смазкой. Понимание правила взаимодействия смазки и нитридных шариков кремния помогает предприятиям сформулировать стратегию научного сопровождения для максимального увеличения стоимости компонентов.
При надлежащей гидродинамической смазке между поверхностью шара из силиконового нитрида и опорной стали образуются сплошные масляные пленки, которые тщательно отделяют две контактные поверхности для устранения прямого трения металла и керамики. Это идеальное состояние минимизирует риск усталости поверхности, контролирует повышение температуры и позволяет шарам нитрида кремния в полной мере использовать преимущества износостойкости и длительного срока службы. Высокоскоростные подшипники шпинделя и подшипники моторов опираются на непрерывную циркуляцию масляной смазки для поддержания постоянной толщины масляной пленки.
Смазка широко применяется для подшипников средней скорости и средней нагрузки. Пользователи должны выбрать специальную смазку, составленную для пар трения из керамической стали, а не универсальную смазку. Обычная смазка, содержащая избыточные серные и хлоровые добавки экстремального давления, может вызывать химическую коррозию контактной поверхности нитрида кремния под высоким контактным давлением, вызывая поверхностное трение и микрорастяжение. Синтетическая базовая смазка, адаптированная к керамике, обеспечивает стабильную химическую совместимость с шариками нитрида кремния и значительно продлевает срок службы.
Недостаточная смазка приводит к пограничному смазке или сухому фрикционному режиму, что приводит к быстрому повышению местной температуры в точке контакта. Хотя силиконитрид обладает высокой термостойкостью, избыточное мгновенное тепло разлагает остаточную смазку, образует осаждение углерода на сферической поверхности и образует микротермальный источник крэка, постепенно расширяясь до видимых повреждений от шелухи при циклической нагрузке. Оборудование с прерывистым режимом работы нуждается в плановом пополнении смазки во избежание риска истощения нефти.
Загрязненная смазка, смешанная с металлической абразивной пылью, частицами песка и влагой, создает опасность абразивного износа и коррозии. Твердые частицы примесей, взвешенные внутри смазочного масла, сжаты между шариками нитрида кремния и гоночной дорожкой, поцарапав полированную поверхность и уничтожая точность сферичности. Регулярная проверка проб масла, замена фильтрующих элементов и изменение цикла масла эффективно защищают шары нитрида кремния от абразивных повреждений, вызванных грязной смазкой.
Для низкотемпературной среды требуется низковязкая антиморозная смазка для предотвращения утолщения жиров и разрыва пленки масла. Разумная секретная конфигурация смазки, соответствующая рабочей скорости, температуре, нагрузке и окружающей среде, может удвоить или утроить фактический срок службы шарикоподшипников силиконового нитрида, существенно сокращая общую стоимость эксплуатации оборудования.
