Si3 N4陶瓷球的滚动接触疲劳寿命

对氮化硅陶瓷球的滚动接触疲劳试验技术进行了全面的归纳总结和分析评述,内容涵盖了陶瓷球试验装置和试验研究等,分析了我国在陶瓷轴承球基础理论研究及工程应用中的现状及在技术层面上所面临的严峻挑战,并提出了相应的对策和建议.     

氮化硅陶瓷球显微结构与滚动接触疲劳性能

利用扫描电子显微技术分析了4种氮化硅陶瓷球的显微结构，用新研制的三点接触纯滚动加速疲劳试验机，试验研究了4种陶瓷球的接触疲劳性能，并对疲劳球表面进行了显微观察。研究表明，相同试验工况下，不同的显微结构，其韧性、强度、寿命和温升明显不同。细小致密的等轴状晶粒、玻璃相少的陶瓷球的滚动接触疲劳性能优于长针状晶粒、玻璃相多的陶瓷球。     

高精度氮化硅陶瓷球批量加工研磨工艺研究

为解决高精度氮化硅陶瓷球批量研磨加工的问题,将超精密研磨技术应用到氮化硅陶瓷球的加工实验中.开展了研磨过程的分析,建立了不同研磨阶段陶瓷球球度、表面质量及材料去除率与所选不同大小粒度磨料之间的关系,并提出了对比分析的方法,在通过专业设备检测的基础上对成品球球度、表面粗糙度和振动值进行了评价.研究结果表明,氮化硅陶瓷球能够批量生产且球度达到0.062μm以下,表面粗糙度达到1.48 nm以下,振动值达到24 dB以下,实现了批量生产G3级氮化硅陶瓷球的目的.     

氮化硅陶瓷球冷等静压过程有限元模拟及试验验证

利用Abaqus软件对氮化硅陶瓷球的冷等静压(CIP)成形过程进行了数值模拟,分析了氮化硅陶瓷球在CIP成形过程中致密度的变化和粉末颗粒的流动规律,研究了其应力分布,并进行了试验验证,结果表明:在CIP成形过程中,致密化曲线可分为4个阶段,相对密度的分布存在环形密度差现象,试验证明该工艺可以改善氮化硅陶瓷球压坯密度和组织结构分布的均匀性。     

点接触纯滚动被试轴承球润滑性能研究

润滑工况是滚动接触疲劳寿命的主要影响因素之一,而润滑剂、接触形式等因素都对润滑状态有所影响。采用新研制的三点接触纯滚动轴承球加速疲劳试验机,研究了被试球钢球和陶瓷球在润滑油N32润滑下的润滑性能,并计算了最小油膜厚度及润滑膜参数,分析了润滑状态。结果表明,所用的润滑油N32是合适的,被测试的钢球和陶瓷球工作在弹性流体动力润滑(EHL)状态。分析结果为钢球和陶瓷球的对比滚动接触疲劳性能试验提供了理论基础。     

陶瓷球压碎载荷试验分析

通过对陶瓷球压碎载荷的试验分析 ,探讨了陶瓷球作为轴承滚动体的承载能力及其适用性 ,为陶瓷球轴承的设计和使用提供了依据。附图 1幅 ,表 4个 ,参考文献4篇。     

高精度陶瓷球研磨加工

介绍了几种陶瓷球的加工方法和技术特点 ,并进行了比较分析 ,指出各种方法的适用性。详细阐述陶瓷球加工工艺流程、批量加工技术和在线检测及质量控制 ,陶瓷球精度可达G10或G5级。附图 4幅 ,表 4个 ,参考文献3篇。     

烧结温度对氮化硅陶瓷球性能的影响

通过气氛压力烧结制备氮化硅陶瓷球,分析烧结温度对氮化硅陶瓷球密度、压碎载荷比、孔隙度、硬度和断裂韧性的影响。试验结果表明:氮化硅陶瓷球最佳烧结温度为1 740℃左右,这样可以保证各项指标处于最优状态。     

陶瓷球最大载荷的试验方法

因某型号轴承进行耐久性试验时,陆续出现陶瓷球剥落现象,因此需进行陶瓷球最大载荷鉴定试验,利用深沟球轴承6307E装入陶瓷球在B30／60型轴承疲劳寿命试验机进行最大载荷的鉴定试验。     

陶瓷球材料性能和显微结构对其磨削加工的影响

通过试验探索了氧化锆、氧化铝、氮化硅和碳化硅四种陶瓷球材料的性能和显微结构对加工效果的影响;采用扫描电镜观察了研磨后球的表面特征.结果表明:在相同的研磨条件下,具有长柱状晶粒的氮化硅陶瓷球加工速率最低,但圆度和表面粗糙度最容易控制;氧化锆和氧化铝陶瓷球表面质量次之,碳化硅陶瓷球加工速率最高,圆度和表面粗糙度最难控制.     

纳米二氧化硅对陶瓷球疲劳寿命影响的研究

采用纳米SiO2微粒作为3#通用锂基脂的添加剂,利用实验室自制的球-棒疲劳试验机,研究了纳米二氧化硅对陶瓷球接触疲劳寿命的影响;利用光学电子显微镜,分析了纳米微粒的抗接触疲劳机制。结果表明:在试验所选定的载荷、转速条件下添加了纳米微粒的润滑脂与基础脂相比,陶瓷球的疲劳寿命得到了明显的改善,当含量增加到3%(质量分数)时,效果最佳。利用微粒吸附作用和微粒衬垫作用可以较好地解释纳米微粒提高陶瓷球接触疲劳寿命的原因。     

氮化硅陶瓷球研磨去除机制试验与仿真研究

为研究研磨过程中氮化硅陶瓷球的材料去除形式及磨损行为,结合陶瓷材料动态压痕断裂力学理论,进行陶瓷球研磨加工试验,采用超景深三维显微镜和扫描电镜对研磨后陶瓷球表面进行观察,同时建立单颗金刚石磨粒冲击作用有限元模型并进行仿真研究。试验结果表明:氮化硅陶瓷球表面材料去除以脆性断裂去除和粉末化去除为主,陶瓷球表面残留有大量贝壳状缺陷和呈簇状随机分布的粉末化材料区域;研磨过程中,陶瓷球表面存在擦伤、划伤和凹坑等缺陷;磨粒冲击作用时,表面材料会受微切削作用产生破碎去除,同时也会受挤压作用产生脆性断裂去除,当磨粒以滚动方式作用在陶瓷球表面时,陶瓷球表面更容易形成粉末化去除,且材料去除率更高。仿真结果表明:各磨粒冲击作用方式产生的最大等效应力由大到小的顺序为滚动磨粒变切深、滚动磨粒定切深、磨粒挤压、滑动磨粒定切深,其中,滚动磨粒变切深产生的亚表面裂纹最深。     

基于脂润滑的混合陶瓷球高速主轴轴承早期失效试验

针对脂润滑的混合陶瓷球高速主轴轴承的工作特点,对不同工况下的混合陶瓷球高速主轴轴承进行了早期失效试验,并对其早期失效的原因进行了分析研究。结果表明,高速条件下脂润滑的混合陶瓷球主轴轴承发生早期失效的原因主要是高速运行和快速频繁启停而产生的剧烈冲击、摩擦和较高的工作温度所导致的保持架薄弱部位断裂,其运行时间远未达到轴承寿命理论所预期的疲劳寿命或精度寿命。     

Si3N4陶瓷球加工工艺的研究

根据Si3N4的材料性能可知其某些特性对制造滚动体是有利的,通过对Si3N4陶瓷球试验加工工艺的研究,确定Si3N4陶瓷球加工工艺,研制出符合G5级要求的陶瓷球。     

氮化硅陶瓷球高效研磨加工工艺试验

氮化硅陶瓷球的高效研磨加工至关重要,在分析陶瓷球加工原理、加工方法及存在问题的基础上,以?4.762 5 mm氮化硅陶瓷球为试验对象,分析采用金刚石砂轮加工与传统V形槽研磨方法的差异。结果表明:采用金刚石砂轮进行陶瓷球粗磨工序加工能够大幅缩短加工时间,提高加工效率,降低劳动强度;能够消除传统V形槽研磨方法中易出现的顶窝、环带和碎球等缺陷;但金刚石砂轮加工出的陶瓷球直径变动量、批直径变动量及球形误差较大,为保证后续加工应适当加大留量。     

氮化硅陶瓷毛坯球材料性能试验研究

通过对氮化硅陶瓷毛坯球密度、压碎载荷、金相和硬度的试验 ,分析了国内氮化硅陶瓷毛坯球的材料特性及其对轴承整体性能的影响。附图 2幅 ,表 4个 ,参考文献5篇。     

碳化硅增强氮化硅陶瓷复合材料的制备与表征

为了增加陶瓷球的韧性和耐磨性,提高轴承的抗冲击能力,在氮化硅中掺杂碳化硅,将硅粉、碳粉按一定比例混合,在氮气环境下采用自蔓延高温合成技术烧结,用热压烧结法制备不同碳含量的复合陶瓷,并通过试验研究其性能。结果表明:在氮化硅基陶瓷中掺杂质量分数为5%的碳化硅能改善晶界,有效抑制陶瓷球疲劳裂纹的扩展,材料韧性提高19. 23%,磨损率降低20. 83%,陶瓷轴承的抗冲击性能大大提高。     

陶瓷球和钢球接触疲劳寿命对比试验

陶瓷球的滚动接触疲劳寿命是评价陶瓷球能否用于滚动轴承的重要依据，为了确保陶瓷球的可靠性，最大限度地延长其使用寿命，利用新研制的三点接触纯滚动加速疲劳试验机对陶瓷球和钢球进行了对比试验。结果表明，与GCr15钢球相比，氮化硅陶瓷球的温升明显低于钢球；额定寿命低于钢球，中值寿命与特征寿命优于钢球。     

陶瓷球材料去除形式的实验研究

文中探讨了陶瓷球研磨过程中工艺参数对陶瓷球表面材料去除形式的影响,利用球-盘式陶瓷球单球磨损试验装置,对不同研磨液磨料浓度和压力条件下对氮化硅陶瓷球的磨损形式进行了研究,以确定各种加工条件下的材料磨损形式.     

Si3N4陶瓷球与GCr15钢球接触疲劳对比试验分析

对高品质Si3N4陶瓷球和GCr15钢球在同等接触应力条件下进行接触疲劳对比试验.试验 结果表明,陶瓷球接触疲劳寿命优于GCr15钢球,且疲劳寿命离散性与GCr15钢球接近,但承 载能力不如GCr15钢球.附图9幅,表2个.