硬質(zhì)合金軸承滾珠是一種高性能的滾動體,與傳統(tǒng)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(diǎn)。

一、硬質(zhì)合金軸承滾珠的優(yōu)點(diǎn)
1. 極高的硬度和耐磨性
表現(xiàn):硬質(zhì)合金滾珠的硬度可達(dá)HRA 90以上,遠(yuǎn)高于高級軸承鋼(約HRC 60-65)。這使其能夠承受極端的壓力和摩擦,幾乎不發(fā)生塑性變形。
優(yōu)勢:在重載、高應(yīng)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(qiáng)度
表現(xiàn):硬質(zhì)合金由堅硬的碳化鎢顆粒和韌性的鈷金屬粘結(jié)相構(gòu)成,使其能夠承受極高的靜態(tài)和動態(tài)壓力而不被壓碎。
優(yōu)勢:特別適用于超高預(yù)緊力的軸承、重型機(jī)械、軋機(jī)、石油鉆探設(shè)備等承受巨大沖擊載荷的場合。
3. 優(yōu)異的耐腐蝕性
表現(xiàn):硬質(zhì)合金(尤其是采用耐腐蝕粘結(jié)相的型號)對多種化學(xué)物質(zhì),包括酸、堿、鹽溶液和海水,都具有良好的抵抗能力。
優(yōu)勢:非常適合在化工、海洋工程、船舶、醫(yī)療器械(接觸體液)等腐蝕性環(huán)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(xiàn):在高溫下,硬質(zhì)合金能保持較高的硬度和強(qiáng)度。其紅硬性遠(yuǎn)優(yōu)于軸承鋼,工作溫度可達(dá)650°C甚至更高(軸承鋼一般限制在120-150°C)。
優(yōu)勢:適用于高溫環(huán)境下的軸承,如航空發(fā)動機(jī)、高溫爐、焊接設(shè)備等。
5. 低摩擦系數(shù)和自潤滑性(在某些條件下)
表現(xiàn):硬質(zhì)合金表面非常光滑,摩擦系數(shù)低。在某些應(yīng)用中,其微觀結(jié)構(gòu)甚至能儲存少量潤滑劑,起到一定的自潤滑作用。
優(yōu)勢:有助于降低運(yùn)行溫度和能量損耗,在潤滑不良或邊界潤滑條件下表現(xiàn)更可靠。
6. 非磁性
表現(xiàn):標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金是非磁性的。
優(yōu)勢:這是其在精密儀器、電子設(shè)備、磁共振成像(MRI)設(shè)備等需要避免磁場干擾的領(lǐng)域中的關(guān)鍵優(yōu)勢。

二、硬質(zhì)合金軸承滾珠的缺點(diǎn)
1. 成本極高
原因:原材料(鎢、鈷)價格昂貴,制造工藝復(fù)雜(需要粉末冶金、高溫?zé)Y(jié)、精密研磨),加工難度大。
影響:硬質(zhì)合金軸承滾珠的價格通常是高級軸承鋼滾珠的數(shù)十倍甚至上百倍,這限制了其只能應(yīng)用于對性能有極端要求或不計成本的領(lǐng)域。
2. 韌性較差(脆性)
表現(xiàn):雖然抗壓強(qiáng)度極高,但其沖擊韌性遠(yuǎn)低于優(yōu)質(zhì)軸承鋼。在承受劇烈的、非均勻的沖擊載荷時,有發(fā)生脆性斷裂或剝落的風(fēng)險。
影響:不適用于沖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(xiàn):由于其極高的硬度,后期的成型、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(jìn)一步推高了制造成本,并且難以制造形狀非常復(fù)雜或尺寸特大的滾珠。
4. 密度大(重量重)
表現(xiàn):硬質(zhì)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(zhuǎn)速應(yīng)用中,巨大的離心力會對軸承保持架和外圈產(chǎn)生更大的應(yīng)力,可能限制其最高轉(zhuǎn)速。