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轴承常用材料,你知道吗?

100人浏览   2024-09-25 10:18:45

SAE52100 铬钢(无前缀)

  • 更高的硬度,更长的使用寿命
  • 成本更低
  • 适用于 120°C 恒定温度至 150°C 间歇性温度
  • 耐腐蚀性差

这是大多数滚珠轴承的标准钢。它比不锈钢更硬,这意味着更高的寿命等级。它还具有优于标准440级不锈钢的低噪音质量。铬钢实际上具有低铬含量,并且不耐腐蚀。铬钢可以承受高达120°C的连续温度。 高于此温度,它会发生更大的尺寸变化,并且硬度会受到影响,从而降低负载能力。它可以间歇性地承受高达150°C的温度,但高于此温度,轴承寿命显着降低。

440级马氏体不锈钢(前缀“S”)

  • 对水和许多弱化学品具有良好的耐腐蚀性
  • 适用于 -70°C 至 250°C 恒定温度或 300°C 间歇性温度
  • 比铬钢略软,因此额定载荷更低
  • 会在盐水或盐雾中腐蚀,耐酸/碱性差
  • 比铬钢贵

由于铬含量更高和镍的添加,440级不锈钢更耐腐蚀,是耐腐蚀球轴承最常用的。铬与空气中的氧气反应,在钢表面形成氧化铬层,称为钝化膜。它通过热处理硬化,并提供了强度和耐腐蚀性的良好组合。这种钢具有磁性,与300级奥氏体钢不同。

AISI440等级的负载能力比铬钢低约20%,因此寿命额定值将略有降低。当暴露于淡水和一些较弱的化学物质时,该等级具有良好的耐腐蚀性,但在海水环境中或与许多腐蚀性化学物质接触时会腐蚀。KS440 / ACD34 / X65Cr13级不锈钢具有较低的碳含量,由EZO日本使用,具有更高的耐腐蚀性,更大的负载能力(比铬钢低约10%)和优于标准AISI440C等级的低噪音质量。440级不锈钢还可以承受比铬钢更高的温度,可承受高达250°C的恒定温度和高达300°C的间歇性温度,同时降低负载能力。高于300°C,轴承寿命可以大大缩短。

AISI316 奥氏体不锈钢(前缀“S316”)

  • 对水、盐水和许多化学品具有非常好的耐腐蚀性
  • 适用于温度高达 500°C 的满补型
  • 适用于低至 -250°C 的低温应用
  • 对磁场的响应可以忽略不计
  • 由于产量低,比440级更贵。
  • 仅适用于极低负载和低速
  • 不适用于低噪声应用

316级不锈钢轴承用于对海水,盐雾和某些酸/碱具有更高的耐腐蚀性。它们适用于非常高的温度应用,因为钢在高达500°C的温度下很有用。 它们还可用于低温应用,因为钢在-250°C下保持其韧性。 与440级轴承不同,316不锈钢轴承被归类为非磁性轴承,因为它们对磁场的响应可以忽略不计,尽管316不锈钢在冷加工后可能会变得更有磁性。

316级不锈钢不能通过热处理硬化,只能支持低负载和低速度。316 不锈钢滚珠轴承的额定载荷和速度明显低于等效的 440 级轴承。316级不锈钢在海洋环境中使用时具有良好的耐腐蚀性,如果在吃水线以上使用,或者在用清水冲洗时暂时浸没时。当永久淹没时,它不太合适,除非轴承上有规律的高速率水流。这是因为不锈钢表面的钝化膜依靠氧气的存在来自我再生。在低氧水下海洋环境(例如停滞的海水或泥浆/淤泥下),钢可能容易点蚀或缝隙腐蚀。316不锈钢对温暖的海水的抵抗力较差。点蚀在超过30°C的海水中是一种风险,而缝隙腐蚀可能发生在10-15°C,316级仍然比440级更耐腐蚀。

由 316 级不锈钢制成的轴承可以在高温下使用,前提是使用合适的保持架材料或轴承是满装的。聚乙烯、PEEK 或 PTFE 通常用于 316 不锈钢轴承中的保持架。

塑料

乙缩醛树脂 / 聚甲醛-C (交流)

  • 对水、盐水和弱化学品具有出色的耐腐蚀性
  • 非磁性
  • 只能进行半精密等级
  • 温度范围 -40°C 至 +110°C
  • 仅适用于极低负载和低速

聚醚醚酮 (巴基斯坦)

  • 对水、盐水和大多数化学品具有出色的耐腐蚀性
  • 良好的高温性能
  • 非磁性
  • -70°C 至 +250°C 的宽温度范围
  • 仅半精密,但强度更高,因此适用于比其他塑料更高的负载和速度

聚乙烯

  • 对水、盐水和许多化学品具有出色的耐腐蚀性
  • 极低的吸湿性
  • 非磁性
  • 温度范围为 -40°C 至 +80°C
  • 仅适用于低负载、低速和半精度

聚四氟乙烯 (PT)

  • 对水、盐水和大多数化学品具有出色的耐腐蚀性
  • 极低的吸湿性
  • 良好的高温性能
  • 非磁性
  • -190°C 至 +200°C 的极宽温度范围
  • 适用于比其他塑料更低的负载和速度,并且仅半精密

光伏双燃料电池 (PV)

  • 对水、盐水和大多数化学品具有出色的耐腐蚀性
  • 极低的吸湿性
  • 可承受比缩醛和聚丙烯更高的温度
  • 非磁性
  • 相当宽的温度范围,从 -50°C 到 +150°C
  • 仅适用于低负载、低速和半精度

我们的标准塑料耐腐蚀轴承具有乙缩醛树脂 (POM-C) 环、尼龙 (PA66) 保持架和由 316 不锈钢或玻璃制成的滚珠。它们也适用于食品应用。然而,它们在某些化学物质存在下会腐蚀,PA66保持架在长时间暴露后会吸收水分,导致拉伸强度的损失。有许多用于环、保持架和球的替代材料可供选择,例如聚丙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚酮或聚四氟乙烯。

所有塑料轴承都是半精密的,与316不锈钢轴承一样,不应用于精密应用。由于材料较软,它们不适用于低负载和低速以外的任何东西,尽管PEEK具有更好的承载能力。耐腐蚀性因材料而异,聚四氟乙烯、聚醚醚酮和聚四氟乙烯具有最佳的全方位耐化学性。

在高温下使用塑料轴承时,应注意选择正确的材料。乙缩醛轴承不应在高于110°C的温度下使用,聚丙烯只能在高达80°C的温度下使用,但其他材料具有良好的耐高温性,特别是PTFE和PEEK,它们都适用于高达250°C的温度,尽管PTFE具有较低的额定载荷。通常,不建议将塑料轴承用于真空应用。PEEK是具有非常好的除气特性的例外。

陶瓷

氧化锆 / 氧化锆(前缀“CCZR”)

  • 对酸和碱具有高耐腐蚀性,但长时间暴露于热水或蒸汽后可能会降解。还对氧化锆在水分或水的存在下低温降解进行了研究。有证据表明,在低温或室温下,表面会变弱,但对轴承性能的影响尚无定论,并且不会被认为会严重影响氧化锆轴承。
  • -190°C 至 400°C 的宽温度范围,无保持架
  • 无磁性和电绝缘
  • 速度和载荷低于钢制轴承
  • 不适用于低噪声应用
  • 密度的75%钢
  • 与其他陶瓷相比,具有更高的抗弯强度和更低的弹性模量,因此更适合小冲击载荷和干涉配合
  • 膨胀性类似于铬钢,与440不锈钢相同,因此在高温下与钢轴一起使用没有问题

氮化硅 / Si3N4(前缀“CCSI”)

  • 对水、盐水、酸和碱具有非常好的耐腐蚀性
  • -210°C 至 800°C 的极宽温度范围,无需保持架
  • 无磁性,电绝缘,适用于高真空应用
  • 速度和载荷低于精密钢轴承,但 Si3N4 滚珠用于高速混合陶瓷轴承
  • 不适用于低噪声应用
  • 密度的40%钢
  • 非常低的热膨胀,因此请考虑适合高温应用的轴/外壳
  • 不建议用于冲击载荷或过盈配合

碳化硅/碳化硅(前缀“碳化硅”)

  • 陶瓷的最佳耐腐蚀性
  • 最佳高温性能,高达 1600°C,无需保持架
  • 非磁性
  • 导电
  • 密度的40%钢
  • 非常低的热膨胀,因此请考虑适合高温应用的轴/外壳
  • 最脆,因此无法承受冲击载荷
  • 无现货供应

全陶瓷轴承比钢制轴承贵得多,因此通常用于对钢制轴承过于恶劣的环境中。它们具有良好的耐腐蚀性,具体取决于所遇到的材料和化学品,并且通常在没有润滑的情况下供应。它们是非磁性的,除了碳化硅外,还具有电绝缘性。全陶瓷轴承可以具有 PTFE 或 PEEK 保持架,也可以作为满装型提供,即不带保持架。如果作为全补提供,它们可以在非常高的温度下使用。

由于陶瓷比钢硬得多,因此它们更脆。钢可以通过塑性变形承受较大的冲击,而陶瓷更容易开裂。因此,不建议在可能产生重冲击载荷的情况下使用全陶瓷轴承,尤其是氮化硅和碳化硅。由于钢轴承的脆性较大,全陶瓷轴承将承受钢制轴承约 65% 至 75% 的载荷。全陶瓷轴承的极限转速仅为同钢轴承转速的25%左右,因为与钢相比,套圈的圆度较差,并且由于弯曲强度较低而导致突然失效的风险更大。

在高温应用中使用氮化硅或碳化硅轴承与钢轴或轴承座一起,由于膨胀系数差异较大,可能会导致安装问题。如果不考虑在高温下陶瓷内圈中的钢轴膨胀更大,则可能发生轴承损坏。氧化锆的问题较少,因为膨胀系数与钢更相似。有关更多信息,请参见轴/轴承座配合部分。

混合陶瓷轴承(前缀“CB”或“SCB”):氮化硅是混合陶瓷轴承中最受欢迎的滚珠,因为它的密度仅为轴承钢的40%,但硬度要高得多,因此具有更大的耐磨性。由于陶瓷球产生的离心力较低,混合陶瓷轴承也能够实现更高的速度。然而,由于球的弹性较低,球与滚道之间的接触面积较小,从而导致较高的接触压力。这可能导致滚道磨损得更快。在充分润滑的情况下,混合陶瓷轴承的转速提高约为30-40%。混合陶瓷轴承在有限润滑的情况下也能更好地运行,但应降低运行速度。它们也较少在高加速度下以低负载打滑。