硬質合金軸承滾珠是一種高性能的滾動體,與傳統的鉻鋼(如GCr15)或陶瓷軸承滾珠相比,具有一系列非常突出的特點。

一、硬質合金軸承滾珠的優點
1. 極高的硬度和耐磨性
表現:硬質合金滾珠的硬度可達HRA 90以上,遠高於高級軸承鋼(約HRC 60-65)。這使其能夠承受極端的壓力和摩擦,幾乎不發生塑性變形。
優勢:在重載、高應力及有磨粒存在的惡劣工況下,其磨損量極小,能保持精密的尺寸和幾何形狀,從而大大延長軸承的使用壽命。
2. 極高的抗壓強度
表現:硬質合金由堅硬的碳化鎢顆粒和韌性的鈷金屬粘結相構成,使其能夠承受極高的靜態和動態壓力而不被壓碎。
優勢:特別適用于超高預緊力的軸承、重型機械、軋機、石油鑽探設備等承受巨大衝擊載荷的場合。
3. 優異的耐腐蝕性
表現:硬質合金(尤其是採用耐腐蝕粘結相的型號)對多種化學物質,包括酸、堿、鹽溶液和海水,都具有良好的抵抗能力。
優勢:非常適合在化工、海洋工程、船舶、醫療器械(接觸體液)等腐蝕性環境中使用,避免了普通鋼珠的生銹問題。
4. 良好的高溫性能
表現:在高溫下,硬質合金能保持較高的硬度和強度。其紅硬性遠優於軸承鋼,工作溫度可達650°C甚至更高(軸承鋼一般限制在120-150°C)。
優勢:適用於高溫環境下的軸承,如航空發動機、高溫爐、焊接設備等。
5. 低摩擦係數和自潤滑性(在某些條件下)
表現:硬質合金表面非常光滑,摩擦係數低。在某些應用中,其微觀結構甚至能儲存少量潤滑劑,起到一定的自潤滑作用。
優勢:有助於降低運行溫度和能量損耗,在潤滑不良或邊界潤滑條件下表現更可靠。
6. 非磁性
表現:標準的硬質合金是非磁性的。
優勢:這是其在精密儀器、電子設備、磁共振成像(MRI)設備等需要避免磁場干擾的領域中的關鍵優勢。

二、硬質合金軸承滾珠的缺點
1. 成本極高
原因:原材料(鎢、鈷)價格昂貴,製造工藝複雜(需要粉末冶金、高溫燒結、精密研磨),加工難度大。
影響:硬質合金軸承滾珠的價格通常是高級軸承鋼滾珠的數十倍甚至上百倍,這限制了其只能應用於對性能有極端要求或不計成本的領域。
2. 韌性較差(脆性)
表現:雖然抗壓強度極高,但其衝擊韌性遠低於優質軸承鋼。在承受劇烈的、非均勻的衝擊載荷時,有發生脆性斷裂或剝落的風險。
影響:不適用於衝擊振動非常劇烈的場合,安裝時需要格外小心,避免敲擊。
3. 加工難度大
表現:由於其極高的硬度,後期的成型、研磨和拋光加工非常困難且耗時,需要使用金剛石砂輪等特殊工具。
影響:這進一步推高了製造成本,並且難以製造形狀非常複雜或尺寸特大的滾珠。
4. 密度大(重量重)
表現:硬質合金的密度(約14-15 g/cm3)比鋼(約7.8 g/cm3)高出近一倍。
影響:在高轉速應用中,巨大的離心力會對軸承保持架和外圈產生更大的應力,可能限制其最高轉速。