Керамічні кульки з кремнієвим нітридом — це основні ролінг-елементи гібридних керамічних підшипників (сталеві кільця гоночних шляхів + керамічні кульки) та повністю керамічних підшипників.
Порівняно з традиційними сталевими кульками з підшипниками, керамічні кульки з нітридом кремнію мають низьку щільність (лише 40% сталі), високу твердість, високий модуль пружності та низький коефіцієнт тертя, а також відмінну стійкість до корозії та електричну ізоляцію.
За суворих умов, таких як високі швидкості, висока температура, корозія, відсутність змащення та магнітні перешкоди, керамічні кульки з нітридом кремнію можуть суттєво покращити обмежену швидкість, термін служби та надійність підшипників.
| Тестовий елемент | Одиниця | Діапазон індексу |
| Матеріал | – | Si₃N₄ |
| Щільність | г/см³ | 3.2 |
| Vickers Hardness (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| Згинальна міцність | MPa | ≥700 |
| Міцність на стиск | MPa | ≥2800 |
| В'язливість на розрив | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| Модуль еластичності | GPa | 310 |
| Коефіцієнт Пуассона | – | |
| Коефіцієнт теплового розширення (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Теплопровідність | W/(m·K) | 20 |
| Рекомендована максимальна робоча температура (повітря) | °C | 1200 |
| Магнітна проникність | – | 0 (немагнітний) |
| Номінальний діаметр (мм) | Поширені категорії | Заявка |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Мініатюрні підшипники |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Підшипники приладів |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Високошвидкісні електричні шпинделі |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Підшипники шпинделя верстатів |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Підшипники автомобільної ступиці |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Підшипники промислових насосів |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Великі підшипники двигуна |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Підшипники вітрових турбін |
| 15.875（5/8″） | G16 | Підшипники важкої техніки |
| 19.050（3/4″） | G16 | Підшипники гірничого обладнання |
| 25.400（1″） | G16 | Спеціальні великі підшипники |
Інші імперські або метричні розміри доступні за запитом.
| Клас | Варіація діаметра кулі (Vdws) | Сферична помилка (сферичне відхилення) | Шорсткість поверхні (Ra) |
| G3 | ≤0,08 мкм | ≤0,08 мкм | ≤0,010 мкм |
| G5 | ≤0,13 мкм | ≤0,13 мкм | ≤0,014 мкм |
| G10 | ≤0,25 мкм | ≤0,25 мкм | ≤0,020 мкм |
| G16 | ≤0,40 мкм | ≤0,40 мкм | ≤0,025 мкм |
| G20 | ≤0,50 мкм | ≤0,50 мкм | ≤0,032 мкм |
Примітка: Класи G3–G5 підходять для високошвидкісних точних підшипників; класи G10–G16 — для універсальних промислових підшипників; а клас G20 використовується для низькоточних застосувань.
1. Низька щільність (3,20 г/см³) і низька відцентрова сила суттєво зменшують навантаження, яке створюють котячі елементи на кільця під час високошвидкісної роботи, що дозволяє досягати вищих максимальних робочих швидкостей (до 1,5 раза більших за сталеві кулькові підшипники).
2. Надзвичайно висока твердість (HV 1400–1500), відмінна зносостійкість, хороша розмірна стабільність і висока точність утримання після тривалої експлуатації.
3. Високий модуль пружності (приблизно 310 GPa), висока жорсткість і мінімальна деформація, що робить його придатним для точних шпинделів, що потребують високої жорсткості.
4. Низький коефіцієнт тертя та хороші самозмащувальні властивості, що дозволяє короткочасно працювати з мінімальним або відсутнім змащенням.
5. Низький коефіцієнт теплового розширення (приблизно 3,2×10⁻⁶ /K); мінімальний вплив підвищення робочої температури на зазор підшипника; відмінна термічна стабільність.
6. Стійкість до високих температур: Може стабільно працювати тривалий час при температурах нижче 800°C, що значно перевищує межу стійкої сталі (приблизно 150°C).
7. Стійкість до корозії: стійкість до кислот, лужів, морської води та різних хімічних середовищ; підходить для корозійних середовищ, таких як хімічні насоси та морські застосування.
8. Електрична ізоляція: об'ємний опір > 10¹⁴ Ω•cm; ефективно запобігає електроерозії (ерозії іскри); підходить для застосувань, таких як двигуни змінної частоти та залізничний транспорт.
9. Немагнітний: не заважає роботі магнітно-чутливого обладнання, що робить його придатним для медичних або точних приладів, таких як МРТ-апарати та магнітні левітаційні системи.
10. Тривалий термін служби втоми: У гібридних керамічних підшипниках контактний термін служби керамічних кульок з нітридом кремнію може бути у 3–5 разів більшим, ніж у сталевих кульок.
1. Підшипники шпинделів високошвидкісних верстатів (електричні шпиндели, шпинделі гравірувальних верстатів).
2. Підшипники для компонентів аерокосмічних двигунів і гіроскопів.
3. Підшипники автомобільних турбонагнітачів, підшипники ступиц коліс та підшипники приводних двигунів для нових енергетичних автомобілів.
4. Підшипники головного вала вітрової турбіни та підшипники рыска.
5. Підшипники для хімічних насосів, корозійностійких насосів і насосів для морської води.
6. Підшипники для вакуумного обладнання (безмасляне змащування).
7. Підшипники для тягових двигунів залізничного транспорту (протиелектрична ерозія).
8. Підшипники для напівпровідникового обладнання та прецизійних приладів (немагнітні, низьковібраційні).
9. Приводні підшипники для високотемпературних печей та обладнання для термообробки.
