ほとんどの工業用転がり軸受は、長期サイクル荷重下で動作し、材料疲労破壊は、軸受の破壊の主な原因である。窒化ケイ素ボールは耐疲労性に優れ、スチールボールなどのセラミックボールに比べてはるかに優れています。その耐疲労機構を解析することで、材料疲労による損傷に起因する機器のダウンタイムを低減することができます。
サイクル負荷疲労とは、押出と摩擦を繰り返した後に材料内部に蓄積する微小な損傷のことです。通常のベアリング鋼ボールは、数百万回の繰り返し荷重の後に表面に微小な亀裂を生じます。作業時間が長くなると亀裂が膨張し、剝離、振動、軸受の破損の原因となります。窒化ケイ素は、結晶構造が緻密で、内部に孔がなく、疲労亀裂の発生を抑制します。
高い硬度と均一な応力分布により、疲労抵抗性が向上します。窒化ケイ素ボールに負荷がかかると、表面応力は局所的な応力集中がなく均一に分布します。高速交互負荷下でも、表面はインデントと疲労ピットを生成しません。標準試験条件下での疲労寿命はクロム鋼ボールの10倍以上です。
温度変化疲労も効果的に抑制します。機械設備の作業過程で、冷間と熱間の温度変化は材料の膨張と収縮を引き起こします。金属材料は熱疲労割れを起こしやすく、窒化ケイ素は熱膨張係数が低い。温度変動時の寸法変化が小さく、繰り返しの膨張収縮による熱疲労による損傷を回避できます。
潤滑適合性により、疲労耐性がさらに最適化されます。窒化ケイ素ボールは、様々な潤滑剤で安定した潤滑油膜を形成することができます。油膜は、表面摩擦を低減し、乾燥摩擦疲労摩耗を回避します。潤滑条件が悪い場合でも、その自己潤滑性は、低摩擦状態を維持し、疲労破壊を遅らせることができます。
大型機械、高速モータ、連続生産設備では、疲労耐性は圧延要素の中核指標です。窒化ケイ素ボールは、従来のボールの疲労破壊の痛みを効果的に解決し、設備の連続運転時間を向上させ、総合的な生産コストを削減します。
