研究小组表示,以往提高滚珠轴承的耐热性时,需使用陶瓷滚珠和固体润滑剂。而内外环材料的相关研究尚未取得进展,现有产品的内外环使用的是不锈钢SUS440C,耐热温度为300℃左右。
因此,此次研究时采用了单相NiSiTi金属间化合物和双相NiAlV金属间化合物(Ni基超合金·超合金)两种合金作为内外环材料。在600℃的高温下,使用内外环材料采用(1)单相NiSiTi金属间化合物、(2)双相NiAlV金属间化合物以及(3)SUS440C的3种滚珠轴承,进行了Z长约为100小时(SUS440C轴承的寿命)的旋转测试。
测试结果表明,(1)和(2)两种轴承在高温测试槽底部产生的磨耗粉量均少于第(3)种轴承(图2)。另外,(1)和(2)两种轴承与第(3)种轴承相比,内外环轨道面的凹凸较少,滚动痕的宽度较小。而且(1)和(2)两种轴承也未发现老化,内外环的氧化现象较轻。根据磨耗量计算轴承的寿命,第(1)种轴承可达到8336小时,第(2)种可达到2072小时,在高温空气环境中的寿命均大于第(3)种轴承的100小时,表现出了出色的耐热性能(表)。
图2:在大气压力600℃高温下旋转约100小时后的轴承与磨耗粉(上),内环沟道底部的磨痕(下)。左起分别为第(3)、(1)、(2)种轴承。 |
表:在600℃高温下进行旋转测试后的内外环磨耗量与寿命预测值。自上而下分别为第(3)、(1)、(2)种轴承。 |
另外,(1)和(2)两种轴承还具有出色的耐腐蚀性,可在高温及化学腐蚀等环境中使用。可直接将搬运装置等放入腐蚀溶液中。