Kiselnitrid-keramiska lagerkulor är kärnvalselementen i hybrida keramiska lager (stålringar + keramiska kulor) och helkeramiska lager.
Jämfört med traditionella lagerstålkulor har kiselnitrid-keramiska kulor låg densitet (endast 40 % stål), hög hårdhet, hög elastisk modul och låg friktionskoefficient, samt utmärkt korrosionsbeständighet och elektrisk isoleringsprestanda.
Under tuffa förhållanden som hög hastighet, hög temperatur, korrosion, icke-smörjning och magnetisk interferens kan kiselnitrid-keramiska kulor avsevärt förbättra lagers gränshastighet, livslängd och tillförlitlighet.
| Testobjekt | Enhet | Indexintervall |
| Material | – | Si₃N₄ |
| Täthet | g/cm³ | 3.2 |
| Vickers hårdhet (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| Böjstyrka | MPa | ≥700 |
| Tryckhållfasthet | MPa | ≥2800 |
| Brottseghet | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| Elasticitetsmodul | GPa | 310 |
| Poissons kvot | – | |
| Termisk expansionskoefficient (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Värmeledningsförmåga | W/(m·K) | 20 |
| Rekommenderad maximal driftstemperatur (luft) | °C | 1200 |
| Magnetisk permeabilitet | – | 0 (icke-magnetisk) |
| Nominell diameter (mm) | Vanliga grader | Tillämpning |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Miniatyrlager |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Instrumentlager |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Höghastighetselektriska spindlar |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Spindellager för maskinverktyg |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Navlager för fordon |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Industriella pumplager |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Stora motorlager |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Vindkraftverkslagar |
| 15.875（5/8″） | G16 | Tunga maskinlager |
| 19.050（3/4″） | G16 | Lager för gruvutrustning |
| 25.400（1″） | G16 | Specialanpassade stora lager |
Andra imperiala eller metriska storlekar finns tillgängliga på begäran.
| Gradera | Variation av kuldiameter (Vdws) | Sfärisk fel (Sfärisk avvikelse) | Ytråhet (Ra) |
| G3 | ≤0,08 μm | ≤0,08 μm | ≤0,010 μm |
| G5 | ≤0,13 μm | ≤0,13 μm | ≤0,014 μm |
| G10 | ≤0,25 μm | ≤0,25 μm | ≤0,020 μm |
| G16 | ≤0,40 μm | ≤0,40 μm | ≤0,025 μm |
| G20 | ≤0,50 μm | ≤0,50 μm | ≤0,032 μm |
Observera: Graderna G3 till G5 är lämpliga för ultrahöghastighets precisionslagar; graderna G10 till G16 är lämpliga för allmänna industrilager; och grad G20 används för applikationer med låg precision.
1. Låg densitet (3,20 g/cm³) och låg centrifugalkraft minskar avsevärt belastningen som rullelementen utövar på ringarna vid höghastighetsdrift, vilket möjliggör högre maximala drifthastigheter (upp till 1,5 gånger så höga som för stålkullager).
2. Extremt hög hårdhet (HV 1400–1500), utmärkt slitstyrka, god måttstabilitet och hög precision efter långvarig drift.
3. Hög elastisk modul (ca 310 GPa), hög styvhet och minimal deformation, vilket gör den lämplig för precisionsspindlar som kräver hög styvhet.
4. Låg friktionskoefficient och goda självsmörjande egenskaper, vilket möjliggör kortvarig drift med minimal eller ingen smörjning.
5. Låg termisk expansionskoefficient (ca 3,2×10⁻⁶ /K); minimal påverkan av drifttemperaturökning på lagerfrigång; utmärkt termisk stabilitet.
6. Högtemperaturresistans: Kan arbeta stabilt under längre perioder vid temperaturer under 800°C, långt över gränsen för bärstål (cirka 150°C).
7. Korrosionsbeständighet: Motståndskraftig mot syror, baser, havsvatten och olika kemiska medier; lämplig för korrosiva miljöer såsom kemiska pumpar och marina tillämpningar.
8. Elektrisk isolering: Volymresistivitet > 10¹⁴ Ω•cm; förhindrar effektivt elektroerosion (gnisterosion); lämplig för tillämpningar som variabelfrekvensmotorer och järnvägstransport.
9. Icke-magnetisk: Stör inte magnetiskt känslig utrustning, vilket gör den lämplig för medicinska eller precisionsinstrument såsom MR-maskiner och magnetiska levitationssystem.
10. Lång utmattningslivslängd: I hybridkeramiska lager kan kontaktutmattningstiden för kiselnitrid-keramiska kulor vara 3 till 5 gånger så lång som stålkulor.
1. Höghastighetsverktygsspindellager (elektriska spindlar, gravyrmaskinsspindlar).
2. Lager för flygmotorkomponenter och gyroskop.
3. Bilturbolager, hjulnavlager och drivmotorlager för nya energifordon.
4. Vindkraftverkets huvudaxellager och girlager.
5. Lager för kemiska pumpar, korrosionsbeständiga pumpar och havsvattenpumpar.
6. Lager för vakuumutrustning (oljefri smörjning).
7. Lager för järnvägsdrivkraftsmotorer (antielektrisk erosion).
8. Lager för halvledarutrustning och precisionsinstrument (icke-magnetiska, lågvibrationseffekter).
9. Drivlager för högtemperaturugnar och värmebehandlingsutrustning.
