服务案例

混合陶瓷轴承适用于润滑不良和污染严重等恶劣工况。由于陶瓷材料本身具有更高的刚度，因此混合陶瓷轴承的赫兹接触面积略小些，与具有相同尺寸的全钢制轴承相比，会产生更大的接触应力和次表面应力。理论上，这会导致轴承的疲劳寿命缩短。然而，已经观察到在一些具体的应用场合中，混合陶瓷轴承的使用寿命更长。

混合陶瓷轴承的套圈材料是轴承钢，滚动体材料是轴承级氮化硅 (Si3N4) 。氮化硅是一种陶瓷材料，具有高硬度、高弹性模量、耐高温和耐化学腐蚀、低密度、低导电性和低延展性的特征。并且是一种优异的绝缘体，混合陶瓷轴承可用在交直流电动机和发电机中，在机壳与轴之间形成有效的绝缘，在润滑不良和存在固体污染物的条件下表现良好，陶瓷滚动体刚度更高，接触应力更高。

此外，混合陶瓷轴承具有更高转速性能，大多数情况下使用寿命更长。混合陶瓷轴承在高加速度、振动或振摆运动条件下也表现极佳。机床主轴和涡轮增压器等高速应用场合需要特殊的轴承设计、特殊材料和润滑系统。预计这一趋势将持续下去，许多其他现代工业应用场合将会认可并利用混合陶瓷轴承的独特功能。

在过去数年间，陶瓷滚动体的质量和可靠性大大提高。得益于无损检测（NDE）方法的引入以及氮化硅材料提纯和烧结技术的不断进步，20世纪90年代，混合陶瓷轴承在高速机床主轴中的应用有了显著增长，极大地促进了这些机械部件的高速性能和精度的提升；

通过回顾混合陶瓷轴承的发展历程，可以看出轴承级氮化硅材料的疲劳强度在过去的20年中取得了巨大的进步。自20世纪80年代初以来，氮化硅球的滚动接触疲劳抗性已提高了两个数量级。试验表明，陶瓷滚动体是轴承中最可靠的部件。然而，当次表面接触疲劳是影响轴承性能的主要损坏机理时，可以观察到混合陶瓷轴承中存在的接触应力增加12%所产生的影响。

在相同试验条件下所做的混合陶瓷轴承和全钢制轴承耐久试验。在较小的载荷下进行，混合陶瓷轴承的最大赫兹接触应力为2.6GPa，全钢制轴承的最大赫兹接触应力为2.3GPa。

在具有挑战性的环境中，分别在最大赫兹应力2.6GPa和2.3GPa条件下测试的混合陶瓷轴承和全钢制7208型轴承的耐久寿命

对于通用轴承额定寿命计算，某机构进行了参数化研究，以导出简化的解析方程式，从而允许在轴承应用场合的已知运行条件下快速估算混合陶瓷轴承的表面疲劳损伤。对于该参数化研究，通过对轴承滚道进行3D光学干涉测量，收集了多个表面形貌。

由于滚动轴承陶瓷材料在质量方面取得了极大进展，使得混合陶瓷轴承在润滑不良和重污染的恶劣摩擦条件下变得可靠且性能优良。因此，现在能够可靠地预测这类轴承的额定寿命。某机构通用轴承寿命模型分开考虑表面和次表面接触疲劳，现已用于计算混合陶瓷轴承的额定寿命。在良好润滑、清洁和重载的条件下，混合陶瓷轴承的性能低于对应的全钢制轴承，而在载荷相对较轻，但润滑不良，污染严重的条件下，混合陶瓷轴承表现出优异的性能。

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