碳化硅轴承应用技术

时间：2010-12-20

碳化硅轴承应用技术

碳化硅陶瓷作为现代工程陶瓷之一，是一种人工合成的新型无机非金属材料。硬度仅次

于金刚石，具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高、自润滑性能好、

抗高温蠕变、摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低等特点，可广泛用于石油、冶金、

化工、机械、航空、航天原子能等领域，常用做机械密封的摩擦副材料。大量试验表明，

碳化硅是目前摩擦副中最优秀的材料，尤以无压烧结SiC和热压烧结SiC的性能最佳。


目前，国内生产的无压烧结SsiC主要性能指标已接近国外同类产品的水平。虽然热压烧

结SiC的性能为最佳，但制造成本昂贵，尚未大量应用。利用SiC的优良特性，广泛应

用在屏蔽电泵和磁力泵领域。大连四方电泵从2001年开始进行全碳化硅陶瓷摩擦副研

究开发，轴承、轴承套、推力盘均采用无压烧结SSiC材料。2002年开始应用于产品，

取得了良好业绩。2003年初，在原有的成果基础上，进行了改进：


1 改进轴承套扭距传动结构，解决了轴承套端部开口造成的应力集中，提高了可靠性。


2 增设了弹性自动补偿套，能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异，使泵能在0℃—

250℃温度范围内正常运行。


3 独特的推力盘结构，更具有可靠性。


碳化硅作为屏蔽电泵轴承时，因其具热膨胀系数小、材料较脆、容易破裂等特点所带来的

问题需要解决。


1 碳化硅热膨胀系数是不锈钢的1/4，当介质的温度较高时，与同其配合不锈钢件产生间隙

或过盈而导致轴承损坏；断裂韧性是不锈钢的1/50，材料较脆，受到冲击力作用时容易碎

裂，特别是棱角之处。


2 弹性系数是不锈钢的1/50，机械性较脆，易破损。热膨胀系数是不锈钢的1/4,与其(不锈钢

)配合时应注意。


3 结构方面存在的问题


如果液温100(℃)的泵上采用直径d=50(mm)转子轴(不锈钢)，将出现下述问题：轴套和转子轴

之间的间隙将达到0.052mm，即轴套和转子轴之间间隙比常温时(20℃)缩小0.052mm。要

取得常温时的间隙，轴套和转子轴之间间隙变大。所以,常温运转时轴套容易破损,再用于

高温液时就更容易出现故障。


大连四方电泵有限公司通过不断的改进和完善，解决了轴承套端部开口造成的应力集中，

提高了可靠性，增设了弹性自动补偿套，能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异，使

碳化硅轴承在屏蔽电泵上获得成功应用，泵能在0℃—250℃温度范围内正常运行。碳化硅

轴承在我公司的基本型PB、逆循环型PBN、水冷高温型PBG、泥浆型PBLK、自吸型PBZ、

保温型PBB、大功率立式PBGL、小流量型PBX等屏蔽电泵产品中已全面获得实际应用。

使用功率在0.75－75Kw，温度范围为0℃—250℃，主要应用工况为：a 要求长寿命，b 介

质有超强的化学腐蚀性，c 密度低、易汽化介质，d 温度高，e 介质中有微量细小软质颗

粒，f 介质不允许有摩擦副磨损下来的粉末混入，例如纯净水行业、或有高纯度要求的工

况等。


大连四方电泵有限公司研制的SiC轴承特点


1 轴承采用无压烧结晶体SiC，牌号：SSiC，纯度：≥99.5%。


2 独特的结构，能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异，使泵能在0℃—250℃温度范

围内正常运行。


3 使用寿命是普通石墨轴承10倍以上。









供应微型至中型深沟球轴承、圆锥滚子轴承、短圆柱滚子轴承、平面推力轴承、英制系列轴承、带座球面轴承、及各种特制非标轴承等。
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