陶瓷球轴承都有哪些优点

陶瓷球轴承的分类：

按材料分：陶瓷轴承可以分为氧化锆陶瓷轴承、氮化硅陶瓷轴承、复合陶瓷材料轴承。

按结构分：陶瓷轴承可以分为：氧化锆带保持器陶瓷轴承、氮化硅带保持器陶瓷轴承、复合带保持器陶瓷轴承。一般陶瓷轴承的保持器材料以聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，还可以采用玻璃纤维增强的尼龙66（GRPA66-25），特种工程塑料（PEEK，PI），不锈钢（SUS316、SUS304），黄铜（Cu）等。陶瓷材料保持架因兜孔加工、成型技术等难题，现还较少采用；由于保持器的材料限制针对特种使用场合又开发了无保持器的氧化锆满球全陶瓷轴承和氮化硅满球全陶瓷轴承和复合满球陶瓷轴承。

按材料的完整性分：上面所说到的陶瓷轴承的主要部件内外圈和滚动体多是采用陶瓷材料，就定义为陶瓷轴承；如果轴承的内外圈和滚动体有一部分不是采用陶瓷材料时我们就定义为混合陶瓷轴承。混合陶瓷轴承中运用比较广泛的就是球采用陶瓷材料称为陶瓷球轴承，可分为氧化锆陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷球轴承。

不同材料和不同结构的陶瓷轴承和陶瓷球轴承在使用时需要注意的问题也各不相同，具体细节请查询陶瓷轴承和陶瓷球轴承的专业生产厂家获取更多的帮助。

陶瓷轴承的特点：

1、低密度：由于陶瓷滚动体材料密度低，离心载荷小，从而可在更高转速下工作，而且产生热量较少。

2、中等弹性模量：陶瓷滚动体的弹性模量比钢制滚动体高，则轴承的动态刚度提高，但是弹性模量太大会因应力集中而降低轴承的承载能力。

3、热膨胀系数小：热膨胀系数小有助于减小对温度变化的敏感性，从而防止卡死。对混合滚子轴承，可适用的运转速度范围更宽。

4、抗压强度高：抗压强度高是滚动轴承承受高接触应力的需要（对于陶瓷材料，其强度通常是通过三点或四点弯曲试验测得的断裂模量决定）。

5、高硬度和高韧性：这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度，而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤。

6、良好的抗滚动接触疲劳特性：此性能对轴承滚动体的要求至关重要。

7、剥落失效形式：如果滚动体在工作中失效，则应是疲劳剥落，该实效形式在卡死前有预兆，是一种造成危害最小的实效形式。在一些应用条件较高的应用领域陶瓷材料还具备一些特殊性能。

8、耐高温和稳定性：在高达800℃高温环境中能稳定保持其机械性能。

9、耐腐蚀：在氧化和腐蚀环境，尤其是在反复滚动而挤掉表面油膜的接触区应具有抗氧化和腐蚀稳定性。

1)低密度。由于滚动体密度减小，高速工作时其离心载荷也减小，从而可在更高转速下工作。

2)中等弹性模量。弹性模量太大会因应力集中而降低轴衬的承载能力。

3)热膨胀系数小。减小对温度变化的敏感性，使轴承工作温度范围更宽。

4)高抗压强度。抗压强度高是滚动轴承承受高应力的需要。

5)高硬度和高韧性。这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度；而且能防止外界粒子和冲击的损伤。

6)良好的抗滚动接触疲劳性和具有剥落失效模式。

7)特殊场合应具有耐高温、耐腐蚀和稳定性。

套圈和滚动体接触点受到外加负荷和旋转的作用，因而反复产生接触压力和变形。由于钢制轴承自身材料性能特点，轴承失效的主要形式是疲劳剥落，疲劳寿命短，应用范围受到很大限制。而陶瓷材料具有低密度，中等弹性模量，热膨胀系数小，硬度高，耐高温，耐腐蚀，无磁等优点，以氮化硅陶瓷球为滚动体的陶瓷球轴承可显著提高轴承接触疲劳寿命，极大拓展了滚动轴承的应用领域，已广泛应用于各种高精度、高转速机床，汽车、赛车、地铁、电机、航空发动机、石油化工机械、冶金机械等领域。

实践证明，作为轴承材料还必须具有在不同温度下的尺寸稳定性，以保证轴承在温度变化的工作环境下，保持精密的尺寸和精确的配合，在特殊环境下还必须具备抗腐蚀、抗分解能力．总之，用以制造滚动轴承零件的陶瓷材料应具备以下性能特点： 1)低密度．由于滚动体密度减小，高速工作时其离心载荷也减小，从而可在更高转速下工作． 2)中等弹性模量．弹性模量太大会因应力集中而降低轴衬的承载能力． 3)热膨胀系数小．减小对温度变化的敏感性，使轴承工作温度范围更宽． 4)高抗压强度．抗压强度高是滚动轴承承受高应力的需要． 5)高硬度和高韧性．这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度；而且能防止外界粒子和冲击的损伤． 6)良好的抗滚动接触疲劳性和具有剥落失效模式． 7)特殊场合应具有耐高温、耐腐蚀和稳定性．

套圈和滚动体接触点受到外加负荷和旋转的作用，因而反复产生接触压力和变形。由于钢制轴承自身材料性能特点，轴承失效的主要形式是疲劳剥落，疲劳寿命短，应用范围受到很大限制。而陶瓷材料具有低密度，中等弹性模量，热膨胀系数小，硬度高，耐高温，耐腐蚀，无磁等优点，以氮化硅陶瓷球为滚动体的陶瓷球轴承可显著提高轴承接触疲劳寿命，极大拓展了滚动轴承的应用领域，已广泛应用于各种高精度、高转速机床，汽车、赛车、地铁、电机、航空发动机、石油化工机械、冶金机械等领域。

因为陶瓷球本身具有自润滑性能，所以润滑可以按使用要求，可以有润滑脂也可以不加润滑脂。密封件也是可以按使用要求，决定陶瓷球轴承是否带密封件。保持器也是可以按使用要求是否采用。那么套圈、滚动体是轴承两个不可缺少的要素，当这两个要素不是同一种材料时，就有了混合轴承(Hybrid construction bearing)的说法。当滚动体采用陶瓷材料时就定义为混合陶瓷球轴承(Hybrid construction ceramic ball bearing)。常用的陶瓷球材料有氧化锆（ZRO2）和氮化硅（SI3N4）；常用的套圈材料有轴承钢（GCR15）和不锈铁（440、440C）及不锈钢（304、316、316L）。

按照使用环境、转速、负荷、温度，及使用时的要求，陶瓷球轴承的套圈和滚动体可以由以上材料互相组合，并起到不同的使用效果。

陶瓷球轴承的代号：

HY +套圈材料+轴承型号+密封型式——球的材料 ——保持器材料 ——润滑脂

套圈材料：S表示不锈铁 SS表示不锈钢 具体用什么材料可以用挂号标注说明

陶瓷轴承和陶瓷球轴承是轴承大类中一支奇葩，是新工艺、新材料、新结构的一种完美的结合。作为承运机械转动的基础件，由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能，在各种特殊环境、恶劣环境下得到广泛的应用。因为具有抗高温、耐低寒、耐腐蚀、绝电、阻磁、低密度、高强度等性能在新材料世界独领风骚。

近十多年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。在航空航天、航海、核工业、石油、化工、轻纺工业、机械、冶金、电力、新能源、食品、机车、地铁、高速机床及科研国防军事技术等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦、易生锈等特殊工况下工作，陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用，逐步推广到国民经济各个工业领域。批量化的生产使市场价格也逐渐接近实用化，达到用户可接受的程度。通过不同行业批量化、长时间的使用考验。许多成功的案例体味到了陶瓷轴承和陶瓷球轴承所带来的免维护、长寿命、高稳定、低成本的优越性。陶瓷轴承和陶瓷球已从研究、试制阶段走向批量化生产的阶段，大面积应用的浪潮已经涌来。 按材料分：陶瓷轴承可以分为氧化锆陶瓷轴承、氮化硅陶瓷轴承、复合陶瓷材料轴承。

按结构分：陶瓷轴承可以分为：氧化锆带保持器陶瓷轴承、氮化硅带保持器陶瓷轴承、复合带保持器陶瓷轴承。一般陶瓷轴承的保持器材料以聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，还可以采用玻璃纤维增强的尼龙66（GRPA66-25），特种工程塑料（PEEK，PI），不锈钢（SUS316、SUS304），黄铜（Cu）等。陶瓷材料保持架因兜孔加工、成型技术等难题，现还较少采用；由于保持器的材料限制针对特种使用场合又开发了无保持器的氧化锆满球全陶瓷轴承和氮化硅满球全陶瓷轴承和复合满球陶瓷轴承。

按材料的完整性分：上面所说到的陶瓷轴承的主要部件内外圈和滚动体多是采用陶瓷材料，就定义为陶瓷轴承；如果轴承的内外圈和滚动体有一部分不是采用陶瓷材料时我们就定义为混合陶瓷轴承。混合陶瓷轴承中运用比较广泛的就是球采用陶瓷材料称为陶瓷球轴承，可分为氧化锆陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷球轴承。

不同材料和不同结构的陶瓷轴承和陶瓷球轴承在使用时需要注意的问题也各不相同，具体细节请查询陶瓷轴承和陶瓷球轴承的专业生产厂家获取更多的帮助。

第一套陶瓷轴承诞生在美国（NASA）宇航局，自1972年第一套陶瓷轴承研制成功后，世界各国就一直在竞相开发、研制新一代更高性能的陶瓷轴承，经过近四拾年的努力陶瓷轴承最突出的效果是较大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限转速，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空、化工等行业的应用也已取得了良好效果。当今世界著名的轴承公司无一不在研发、生产陶瓷轴承和陶瓷球轴承，而产品的质量高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。据不完全统计，到目前为止，国外能够生产陶瓷轴承的有：美国、日本、德国、法国、俄罗斯、韩国、英国等十几个国家。其中陶瓷球轴承的生产在国外起步较早，运用的场合范围较广，比如数控机床用陶瓷球轴承、磨床电主轴用陶瓷球轴承、机床滚珠丝杠用陶瓷球轴承等。陶瓷球轴承的高耐磨性、自润滑性、超高转速等性能得到了淋漓尽致的发挥，也为高精度机床、高速机床、特种环境设备作出了贡献。作为陶瓷球轴承的核心部件－－-陶瓷球体，国外的研发和竞争也比较激烈。美国的Norton公司采用HIP法生产的陶瓷球在国际上堪称一流水平。世界各国研究陶瓷球轴承处于领先水平的主要公司有瑞典的SKF、德国的FAG、法国的圣戈班、日本的NSK、KOYO、NMB（美培亚）、日本的MSRHK等。

轴承是机械行业生产量较大、应用面广的产品，其中球轴承所占的比例最大．国内外都把陶瓷轴承的研发重点放在陶瓷球轴承方面．陶瓷球轴承可分为混合式陶瓷球轴承和全陶瓷球轴承2种．其中，混合式陶瓷球轴承指轴承中仅有滚动体零件是由陶瓷材料制成，而全陶瓷轴承是指轴承内外圈和滚动体全部都由陶瓷材料制成的．混合式陶瓷球轴承又可分为3种：第一种，球用陶瓷材料，而其余仍用金属材料；第二种，球、内圈为陶瓷，而外圈为金属材料；第三种，球与外圈为陶瓷，内圈为金属材料．用工程陶瓷作为轴承材料，具有良好的机械和热性能，即具有足够的强度、刚度、硬度、断裂韧性、抗压冲击力、耐高温、抗氧化能力、比重小等一系列比金属材料更好的性能．适用于做轴承的陶瓷材料主要有氮化硅(si3N4)、氧化锆(ZrOe)、氧化铝，这3种陶瓷材料中，氮化硅综合性能优越，已成为陶瓷轴承的首选材质．它的特点在于失效形式与轴承钢一样，是以有先兆的剥落方式出现，而氧化锆、氧化铝均以碎裂的失效形式出现． 首先，我们见诸报道的都是高速、高精度的陶瓷球轴承的研发，且通常多以围绕氮化硅球为主，主要解决的问题，一个是陶瓷球的制坯研究，另一个是高精度陶瓷球的加工工艺方法研究，在使用上多属高速机床、数控机床、电主轴等高速场合，长寿命或低噪声等要求的陶瓷球轴承，自始至终没能脱离SI3N4球坯的制造和加工，对新型材料如：SiC、ZrO2、ZTA、Sialon等材料的研究尚属少量，生产实践证明，应用ZrO2的厂家占绝大多数。由于顾虑成本原因造成好的材料和工艺无法大规模运用。海宁康耐特轴承制造有限公司生产的低噪声、干摩擦、防静电陶瓷球轴承和日本NMB公司的相同规格的陶瓷球轴承进行过详细的对比，在分贝上就相差2个db，好的产品可以做到20db。和国外产品相同。但价格才定位在NMB公司的15%左右。可以和国内家用电器的电机直接配套。但这样的价格和普通轴承相比还是高出了一大截，只有在高档的和出口的家用电器电机里才能得到使用。

其次，陶瓷轴承和陶瓷球轴承的生产是高技术陶瓷与轴承制造技术的产业化结合，二者的专业化程度均很高，如不解决陶瓷与轴承的产业结合问题，实现优质大批量、低成本生产，满足市场需求就是一句空话。而今，国内能够生产轴承的企业制造不了陶瓷材料，能够生产陶瓷材料的企业制造不了轴承，专业和学科之间在实际应用上严重脱节，一些轴承生产企业对陶瓷轴承和陶瓷球轴承在专业知识尤其是陶瓷材料科学与工程上研究比较少，人们熟知的是陶瓷轴承和陶瓷球轴承的表面内容。造成了一种是陶瓷材料做成的轴承就是陶瓷轴承，加入陶瓷球就是陶瓷球轴承的局面。国内的陶瓷轴承和陶瓷球轴承只能在耐腐蚀、绝电、绝磁、低转速、轻负荷的环境下使用。还有就是国内陶瓷材料的制造存在较大的问题，在工艺和技术还没有过关的前提下，盲目追求低价造成材料的性能根本无法达预期的效果。使得陶瓷轴承和陶瓷球轴承的发展走入新的歧途，也造成较多的使用单位对陶瓷轴承和陶瓷球轴承失去信心。

再者，作为高技术产品的研发，要经过技术密集型投入和资金密集型投入两个阶段，产业化生产陶瓷轴承，既要攻克许多技术难点，和使用难题又需要较大的资金投入，还要把握市场定位，需要业内有识之士以发展国内陶瓷轴承和陶瓷球轴承的高水准为己任。低价的竞争势必带来粗制滥造和市场的进一步恶化。原始资本的积累和持续的再投入必须服务于陶瓷轴承和陶瓷球轴承往更高质量的领域发展。我国陶瓷轴承现阶段的发展表现为散乱、各自为政、小规模局部化生产缺乏整体意识和宏观战略思想。 陶瓷轴承和陶瓷球轴承所具有的诸多优良性能如：自润滑、耐高温、耐腐蚀、防磁、电绝缘等

陶瓷轴承的内径、外径等尺寸均为国家制定钢质轴承的P4、P5、P6级的标准尺寸。因陶瓷材料热胀系数低，传热性能小，弹性衡量小等特点，安装配合需加以注意。

(1)、高速轴承：

陶瓷轴承具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点，可应用在12000转/分-75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中；

（2）、耐高温轴承：材料本身具有耐高温度1200℃，且自润滑好，使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。可应用在炉窑，制塑、制钢等高温设备中；

（3）、耐腐蚀轴承：材料本身具有耐腐蚀的特性，可应用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域，如：电镀设备，电子设备，化工机械、船舶制造、医疗器械等。

（4）、防磁轴承：因无磁不吸粉尘，可减少轴承提前剥落、噪声大等。可用在退磁设备。精密仪器等领域。

（5）、电绝缘轴承：因电阻力高，可免电弧损伤轴承，可用在各种要求绝缘的电力设备中。

（6）、真空轴承：因陶瓷材料独具的无油自润滑特性，在超高真空环境中，可克服普通轴承无法实现润滑之难题。 注：以上五种类别轴承，同一套轴承可应用到高温、高速、酸碱、磁场、非绝缘中，但因材料性能有所不同（请参阅稀土陶瓷材料性能表）故请客户选择产品时，根据自己所应用的场合，来挑选材料最适合的陶瓷轴承。

2、按材料分：氧化锆全陶瓷轴承

全陶瓷轴承具抗磁电绝缘、耐磨耐腐蚀、无油自润滑、耐高温耐高寒等特点， 可用于极度恶劣环境及特殊工况。套圈及滚动体采用氧化锆（ZrO2）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用玻璃纤维增强的尼龙66（RPA66-25），特种工程塑料（PEEK，PI），不锈钢（AISISUS316），黄铜（Cu）等。

氮化硅全陶瓷轴承

氮化硅全陶瓷轴承套圈及滚动体采用氮化硅（Si3N4）陶瓷材料，保持器使用聚四氟乙烯（PTFE）作为标准配置，一般也可使用RPA66-25，PEEK，PI，以及酚醛夹布胶木管等。SiN4制全陶瓷轴承相比较ZrO2材料可适用于更高转速及负荷能力，以及适用于更高的环境温度。同时可提供用于高速高精度高刚性主轴的精密陶瓷轴承，最高制造精度达P4至UP级。

满装球全陶瓷轴承

满装球型全陶瓷轴承一面带添球缺口，因采用无保持架结构设计，可以比标准结构的轴承装入多的陶瓷球，从而提高其负荷能力，另外还可避免因保持架材料的限制，可达到陶瓷保持架型全陶瓷轴承耐腐蚀及耐温效果。该系列轴承不适宜较高转速，安装时应注意将缺口面装于不承受轴向负荷的一端。

陶瓷保持架全陶瓷轴承

陶瓷制保持架具有耐磨损,高强度,耐腐蚀及自润滑的优点,采用陶瓷保持架制造的全陶瓷轴承可使用于极强腐蚀,超高低温及高真空等苛刻环境.常用陶瓷材料为ZrO2,Si3N4或SiC。

混合陶瓷球轴承

陶瓷球特别是氮化硅球具有低密度、高硬度、低摩擦系数，耐磨、自润滑及刚性好等特点，特别适合做高速、高精度及长寿命混合陶瓷球轴承的滚动体（内外圈为金属）。一般内外圈采用轴承钢（GCr15）或不锈钢（AISI440C），陶瓷球可选用ZrO2，Si3N4，或SiC材料。

3、按技术等级分：

（1）、深沟球轴 陶瓷轴承

陶瓷轴承图册

承（技术等级为：P4、P5、P6、P0） 深沟球轴承，最具代表性的滚动轴承，用途广泛，可承受径向负荷与双向轴向负荷。适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合或钢质轴承所不能应用的高温、高寒、腐蚀、磁场、非绝缘等领域。

（2）、调心球轴承 调心球轴承的外圈滚道呈球面，自动调心，可补充不同心度和轴挠度造成的误差。用于产生轴与外壳的不同心或轴挠曲部位及高温、低寒、腐蚀、磁场非绝缘等要求的调心部位。注：倾斜度不能超过3度。

（3）、单列角接触球轴承（技术等级为：P4、P5、P6、P0） 角接触轴承适用于高速及高精度旋转，在高温、磁场、水中等不影响其精度，并可承受合成负荷。标准的接触角为15°、30°和40°，接触角越大轴向负荷能力越大，接触角越小轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。一般采取成对安装。请在选购时加以注意。

（4）、单向推力球轴承 单向推力球轴承，是由带有球滚动滚道的垫圈形套圈和组装着球的保持架组成。可以承受轴向负荷，但不能承受径向负荷。

超高速角接触球轴承是角接触球轴承的一种，顾名思义“超高速角接触球轴承”，就是为了使轴承转速达到一个非常高的极限转速，而进行结构优化和专门设计。