Roulements en nitrure de silicium
Roulements en nitrure de silicium
Pureté : ≥99%
Diamètre : φ6×6~φ50.8×50.8 mm, ou personnalisé
Ou envoyez-nous un courriel à l'adresse suivante sales@heegermaterials.com.
Feuille de données sur les roulements en nitrure de silicium
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Code de référence : |
HM2558 |
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La pureté : |
≥99% |
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Couleur : |
Noir |
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Forme : |
Cylindre |
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Formule chimique : |
Si3N4 |
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Grades de matériaux : |
HMSN1000, HMSN2000, HMSN3000, HMSN4000 |
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Densité : |
3,20 g/cm3 |
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Diamètre : |
φ6×6~φ50.8×50.8 mm, ou sur mesure |
Roulements en nitrure de silicium Description
Le rouleau de roulement en nitrure de silicium offre une solution à la fois légère et solide pour les applications de roulement avancées, en particulier dans les environnements difficiles ou à grande vitesse. Contrairement aux rouleaux métalliques, il résiste à l'usure, à la corrosion et à la dilatation thermique, ce qui en fait un choix fiable pour une utilisation dans des conditions extrêmes. Sa nature non magnétique et électriquement isolante le rend également adapté aux instruments de précision et aux machines pour salles blanches.
Spécification des roulements à rouleaux en nitrure de silicium
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Matériau |
Si3N4 |
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Taille |
φ6×6 mm~φ50.8×50.8 mm, ou sur mesure. |
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Technologie de frittage |
GPS, HIP |
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Applications |
Roulements pour forets dentaires de 1 mm |
Caractéristiques des roulements en nitrure de silicium
- Dureté et résistance élevées : Avec une dureté Vickers allant jusqu'à 1500 HV et une résistance à la flexion d'environ 600 MPa, ces rouleaux fonctionnent de manière fiable sous de lourdes charges et résistent à la fissuration ou à l'écaillage.
- Résistance exceptionnelle à l'usure : La structure dense et dure de la céramique minimise l'usure au fil du temps, prolongeant la durée de vie même dans des conditions de vitesse élevée ou d'abrasion.
- Conception légère : Avec un poids inférieur d'environ 40% à celui de l'acier, le nitrure de silicium réduit la masse totale des roulements, ce qui améliore l'efficacité du système et le temps de réponse.
- Stabilité thermique et à la corrosion : Capables de résister à des températures allant jusqu'à 1200 °C et aux attaques chimiques, ils conviennent aux environnements exigeants tels que l'aérospatiale, l'automobile ou le traitement chimique.
- Lisse Finition de la surface : Les surfaces rectifiées avec précision réduisent le frottement et la température de fonctionnement, garantissant des performances stables et nécessitant peu d'entretien à des vitesses élevées.
- Autolubrifiant et isolant électrique : Fonctionne sans besoin de lubrification supplémentaire et empêche les fuites de courant dans les applications de moteurs électriques.
Applications des roulements à rouleaux en nitrure de silicium
- Aérospatiale : Utilisés dans les moteurs à réaction et les systèmes aéronautiques où ils doivent supporter des températures extrêmes, des charges élevées et des variations de pression avec un risque de défaillance minimal.
- Automobile : Intégré dans les groupes motopropulseurs et les turbocompresseurs haute performance pour réduire le poids, améliorer l'économie de carburant et la réactivité du moteur.
- Électronique : Appliqués dans les composants à grande vitesse tels que les broches de précision et les moteurs électriques, où ils contribuent à réduire le frottement, l'accumulation de chaleur et les temps d'arrêt.
- Machines industrielles : Idéale pour les systèmes exigeants tels que les équipements textiles et les lignes de production automatisées, où la rotation à grande vitesse et la longue durée de vie sont essentielles.
- Équipement médical : Utilisé dans les appareils de diagnostic et les outils rotatifs qui nécessitent un faible frottement, une résistance chimique et des performances constantes.
Moteurs et générateurs électriques
Palier de moteur
Domaine aérospatial
Domaine médical
Propriétés du nitrure de silicium
Grades de matériaux en nitrure de silicium
Le HMSN1000 est produit par une technique de frittage par surpression de gaz, largement reconnue pour permettre la fabrication de pièces en nitrure de silicium à haute résistance et aux formes complexes. Le processus commence par un mélange de poudres de nitrure de silicium qui comprend des additifs de frittage, tels que l'yttrium, l'oxyde de magnésium ou l'alumine, pour créer une phase liquide pendant le frittage, ainsi que des liants pour améliorer l'intégrité structurelle de la forme pré-frittée. Après avoir façonné la poudre dans la géométrie souhaitée et effectué tout usinage vert nécessaire, les composants sont densifiés dans un four pressurisé à l'azote. Cet environnement assure une bonne consolidation tout en minimisant la perte de matière due à l'évaporation ou à la décomposition du silicium, de l'azote et des éléments additifs.
Utilisations courantes
- Composants pour systèmes aérospatiaux
- Éléments roulants et coulissants des paliers
- Pièces à haute durabilité pour moteurs à combustion interne
- Outils et accessoires pour la coulée et le traitement des métaux
- Pièces structurelles dans les assemblages mécaniques
- Éléments biocompatibles pour dispositifs médicaux
Le HMSN2000 est fabriqué à l'aide d'une technique de pressage à chaud, où la poudre de nitrure de silicium est compactée simultanément sous haute pression et à température élevée. Cette méthode fait appel à des équipements spécialisés, notamment des matrices de précision et des presses uniaxiales. Il en résulte une céramique dense d'une résistance et d'une durabilité exceptionnelles. Toutefois, en raison des limites de l'équipement, ce procédé convient mieux à la formation de géométries de base. Comme les composants ne peuvent pas être usinés à l'état pré-fritté (vert), tout le post-traitement doit être effectué par meulage au diamant, ce qui est à la fois long et coûteux. Par conséquent, cette méthode est généralement réservée à la production à petite échelle de pièces simples pour lesquelles des performances matérielles supérieures sont requises.
Utilisations courantes
- Pièces structurelles dans les systèmes aéronautiques et spatiaux
- Équipements et composants de tuyauterie dans les industries de transformation chimique
- Éléments résistants au frottement pour moteurs
- Outils et pièces d'usure utilisés dans les environnements de moulage de métaux
- Pièces portantes et de précision dans les machines industrielles
- Pièces spécialisées dans les instruments médicaux et dentaires
Le HMSN3000 utilise le procédé de pressage isostatique à chaud (HIP), dans lequel la poudre de nitrure de silicium est compactée sous haute pression et à haute température. Le matériau est placé dans une chambre pressurisée avec un gaz inerte, soumettant le composant à une pression uniforme de tous les côtés, jusqu'à 2000 bars, tout en le chauffant. Cette méthode permet d'éliminer toute porosité résiduelle ou tout défaut pendant le processus de frittage, ce qui permet d'obtenir un matériau dont la densité est proche de son maximum théorique. Bien que le procédé HIP améliore considérablement les propriétés mécaniques, la durabilité et la fiabilité globale du matériau, son coût élevé et sa complexité en limitent l'utilisation à des applications très spécialisées.
Utilisations courantes
- Composants pour les industries de l'aérospatiale et de la défense
- Applications de roulements de précision, en particulier dans les environnements à haute performance
- Équipements et composants dans les usines de traitement chimique et les installations industrielles
- Pièces du moteur soumises à une usure et à des contraintes thermiques extrêmes
- Outils de fonderie et composants résistants à l'usure
- Pièces de haute performance pour les systèmes d'ingénierie mécanique
- Composants médicaux nécessitant une résistance et une biocompatibilité élevées
HMSN4000 est produit par un processus de frittage à surpression de gaz extrudé, où la poudre de nitrure de silicium est mélangée à des additifs de frittage, tels que l'yttrium, l'oxyde de magnésium et/ou l'alumine, pour faciliter le frittage en phase liquide. En outre, des liants sont incorporés pour améliorer les propriétés mécaniques de la structure en céramique verte. Le processus d'extrusion permet de donner au matériau la forme souhaitée, puis les pièces sont soumises à un frittage par surpression de gaz dans un environnement contrôlé. Cette méthode garantit une densité uniforme et des performances mécaniques supérieures, ce qui la rend idéale pour les applications à hautes performances.
Utilisations courantes
- Composants de l'industrie aérospatiale
- Roulements utilisés dans les machines à haute performance
- Équipement pour les usines chimiques et le traitement industriel
- Pièces résistantes à l'usure pour les moteurs
- Composants utilisés dans les opérations de fonderie
- Pièces pour systèmes d'ingénierie mécanique
- Composants de qualité médicale pour instruments de haute précision
Usinage de la céramique de nitrure de silicium
Le nitrure de silicium peut être usiné sous forme verte, biscuitée ou entièrement frittée, chacune ayant des propriétés d'usinage différentes. À l'état vert ou biscuit, il est plus facile de lui donner des formes complexes, mais le matériau se rétracte d'environ 20% pendant le frittage, ce qui affecte la précision des dimensions. Pour obtenir des tolérances serrées, le nitrure de silicium entièrement fritté doit être usiné à l'aide d'outils diamantés, un processus précis mais coûteux en raison de la dureté et de la ténacité du matériau.
Méthodes d'usinage et considérations :
- Usinage en vert ou en biscuit : Plus facile à usiner dans des formes complexes, mais manque de précision dimensionnelle finale.
- Rétrécissement par frittage : Le matériau se rétracte d'environ 20% au cours du processus de frittage, ce qui affecte les dimensions après frittage.
- Tolérances serrées : Pour obtenir des dimensions précises, le matériau post-fritté doit être usiné à l'aide d'outils diamantés.
- Meulage au diamant : Cette technique implique l'utilisation d'outils ou de meules revêtus de diamant pour abraser le matériau et obtenir la forme souhaitée.
- Coût et délai : L'usinage du nitrure de silicium entièrement dense est un processus lent et coûteux en raison de la dureté et de la résistance du matériau.
Emballage en céramique de nitrure de silicium
Les produits céramiques à base de nitrure de silicium sont généralement emballés dans des sacs scellés sous vide pour éviter l'humidité ou la contamination et enveloppés de mousse pour amortir les vibrations et les chocs pendant le transport, ce qui garantit la qualité des produits dans leur état d'origine.
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