陶瓷轴承应用开启蓝海 产业竞争发展风头正劲

李 婷

(湖北武汉风神化工材料供应公司,武汉 430055)

陶瓷轴承应用开启蓝海 产业竞争发展风头正劲

李 婷

(湖北武汉风神化工材料供应公司,武汉 430055)

摘要:陶瓷材料具有密度小、弹性模量高、线胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能，成为制造高速精密轴承的理想材料，并且受到了越来越广泛的应用。根据陶瓷轴承的功能及其应用领域，介绍了陶瓷轴承的主要类型及性能特点，论述了国内外陶瓷轴承的产业及市场前景，指出了陶瓷轴承技术的发展趋势。

关键词:陶瓷轴承;应用特点;产业发展

伴随着数控机床主轴向高速化发展，轴承应用范围越来越广，对轴承的适应性要求也越来越高，尤其是在一些特殊工作环境下，金属轴承无法适应需求，甚至完全无法工作，而陶瓷材料(主要指Si3N4工程陶瓷)因具有密度小、弹性模量高、线胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能，成为制造高速精密轴承的理想材料，并且受到了越来越广泛的应用。

1陶瓷轴承的功能及其应用领域

随着社会进步和科学技术的高速发展，轴承的使用环境和条件越来越多样化，对轴承的结构、材质和性能的要求也越来越高，一些高科技领域和某些特殊环境下工作的机械，如航空航天、核能、冶金、化工、石油、仪器、机械、电子、纺织、制药等工业，需要在高温、高速、高精度、真空、无磁性、无油润滑、强酸、强碱等特殊环境下工作。这些新的要求仅仅依靠对传统的金属轴承改进结构或改善润滑条件已经远远不能满足，必须开发新型材料，从根本上进行突破和创新，陶瓷轴承不可或缺的替代作用正在被人们逐渐地认识。陶瓷轴承具有耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速等特性，应用领域有医疗器械、低温工程、光学仪器、高速机床、高速电机、印刷机械、食品加工机械等。可用于极度恶劣的环境及特殊工况，可广泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、汽车、电子设备，冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等领域，是新材料应用的高科技产品。近十多年来，在国计民生的各个领域中得到了日益广泛的应用。国内外研究发现某些陶瓷材料具有优异的性能，可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷的工作环境，并且又具有轴承材料所要求的全部重要特性，因此将陶瓷材料应用于轴承制造，已成为世界高新技术开发与应用的热点，成为机械工作材料技术革命的标志。陶瓷轴承作为一种重要的机械基础件，由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能，在新材料世界独领风骚。

陶瓷轴承具有质量轻、耐高温、耐腐蚀、无磁、绝缘、刚性高、高速使用离心力小、运转温升低等优良特性，能用于高速、高温、腐蚀性介质等许多钢制轴承无法满足要求的特殊场合。随着陶瓷制造技术的发展，陶瓷轴承有如下的典型应用领域。

高速领域：一般认为，在轴承dm·n值低于2×106mm.r.min-1外圈接触应力低于2000MPa时，使用钢制轴承能够满足要求；在轴承dm·n值要求更高特别是轴承外圈接触应力高2000MPa，由于钢轴承的强度极限低于一定的接触应力，只有陶瓷球轴承才能满足极高速度的要求；随着陶瓷球制造成本的降低，陶瓷球轴承设计优化，轴承润滑方面的因素，使陶瓷轴承的应用速度范围向较低的转速特性值dm·n方向推进。

机床主轴轴承：加工机床特别是加工中心，以提高加工效率和加工精度为目的而要求高速化，陶瓷轴承的应用使机床主轴轴承的转速特性值dm·n值油气润滑条件下达到2×106mm.r.min-1以上、脂润滑条件下达到1×106mm.r.min-1而且摩擦特性、温升特性、刚度等得到极大改善，在机床主轴中广泛应用。

极限温度环境：一是高温轴承。全陶瓷轴承采用固体润滑，可在500～1000℃下可靠工作，如烘箱和热处理设备轴承等，熔融盐及熔融金属设备轴承等。混合陶瓷轴承可使轴承在200～400℃下长期工作，如热风装置轴承，外球面轴承座及外球面轴承等；二是低温轴承：利用陶瓷良好的摩擦特性，用于低温环境，在-180℃以下稳定工作，如液氧泵轴承。

腐蚀环境：利用陶瓷良好的耐腐蚀特性，使得陶瓷轴承可以用于多种腐蚀环境，在腐蚀环境下长时间工作。如化工设备、食品加工设备、自行车等室外运动装备等。

绝缘、磁性环境：利用陶瓷的绝缘和非磁性特性，陶瓷轴承用于电动机和发电机等存在电蚀的场合，以及用于存在磁性需要轴承良好转动的场合。如电力机车、风电设备、医疗设备等，日本KOYO公司开发了内径12～75mm的防止电蚀(绝缘)电机专用混合陶瓷轴承。

航空航天领域：随着各国对航空航天器向尖端方向发展，航空航天器的工作条件越来越苛刻，有些场合金属材料已经不能满足要求，甚至不能使用，各国已经在航空航天领域较多的采用陶瓷轴承，如飞机燃气轮机主轴轴承，宇航装备轴承等。

综上所述，陶瓷轴承的应用领域非常广泛，有广阔的发展空间和前景。

高性能陶瓷轴承是针对国防工业中恶劣环境用的调整、低温、重载、无润滑工况开发的，技术含量很高，高性能陶瓷轴承是新材料、新工艺、新结构的完美结合。后来转化为民用技术,经过适当开发，使用领域可以完全覆盖现在的精密、中速以上全钢轴承的所有应用领域，性能价格比远远优于全钢轴承，寿命可比现在使用的轴承寿命提高3倍以上，节省大量的停机检修时间，废品降低、库存轴承备件减少等；由于技术含量高，不可能仿冒，投资风险小。

时下,各类电机广泛采用陶瓷轴承技术,精密陶瓷轴承堪称从制造材质方面对轴承进行改进的杰作。采用陶瓷材料粉末精密加工而成的轴芯,得益于精密陶瓷材料高强度、高硬度、耐高温的特点,大幅延长了轴承使用寿命。精密陶瓷轴承在各种小型电机中得到广泛应用,典型代表有直流风扇、小型水泵、光存储设备主轴电机等。采用这一轴承的风扇使用寿命甚至超过双滚珠轴承风扇,可达80000～100000h。随着加工技术的不断进步,工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降,已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用，逐步推广到国民经济各个工业领域，产品市场价格也逐渐接近实用化,达到用户可接受的程度,陶瓷轴承大面积应用的浪潮已经涌来。

2陶瓷轴承的主要类型及性能特点

滚动轴承由套圈、滚动体、保持器、润滑脂、密封件组成，当滚动体采用陶瓷材料后，此滚动轴承就定义为陶瓷球轴承。陶瓷轴承主要为两类：混合式陶瓷轴承及全陶瓷轴承。混合式陶瓷轴承一般滚动体用陶瓷材料制造，套圈用轴承钢制造；全陶瓷轴承则滚动体及套圈均用陶瓷材料制造；按照陶瓷轴承的结构不同，分为陶瓷球轴承和陶瓷滚子轴承。混合陶瓷球轴承一般用于高速、绝缘、贫油润滑等场合。全陶瓷球轴承一般用于高温、腐蚀、抗磁、绝缘等场合。人们常见的陶瓷轴承的套圈及滚动体采用全陶瓷材料，有氧化锆(ZrO2),氮化硅(Si3N4),碳化硅(SiC)三种。保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅，不锈钢或特种航空铝制造，从而扩大陶瓷轴承的应用面。

陶瓷球线胀系数小,在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀,这样大大提高了整个轴承的使用温度,普通轴承的温度在160℃左右,陶瓷球的可以达到220℃以上。陶瓷球具有无油自润滑属性,陶瓷球摩擦系数小,所以陶瓷球轴承具有很高的转速。据统计采用陶瓷球的轴承是一般轴承的转速1.5倍以上的转速。陶瓷球可以不加任何油脂，也就是说即使油脂干掉，轴承还是可以运作的，这样就避免了普通轴承中因为油脂干掉导致的轴承过早损坏现象的发生。据测试以及客户的反馈,使用陶瓷球后的轴承的使用寿命是普通轴承的2～3倍。陶瓷球用于滚动轴承,使得轴承的性能明显改善,这主要是因为有如下明显特性：

一是较小的离心力,重量轻的陶瓷球在高速运动的滚动轴承中产生的离心较小,除考虑外力外，在很高的转速下钢制轴承由钢球引起的内部应力占主导地位，但因陶瓷具有高的弹性模量，在相同的载荷下陶瓷球的应力大于钢球，故离心力的减小的优点不能完全发挥出来。

二是旋滚比小,与钢制轴承相比,陶瓷球轴承的旋滚比低约30%,表示陶瓷球轴承接触状态更好,自旋摩擦更小。刚度高,陶瓷材料弹性模量是轴承钢的1.5倍，可用于刚度要求高的轴承，同时应该注意到由于刚度和轴承应力不仅在滚动体材料，很大程度上取决于轴承滚动体的尺寸和数量，采用小而多钢球也可取得提高刚度的效果，所以应根据不同情况设计轴承。

三是球空转较小，如轴承在倾斜状态下运转，由于陶瓷球具有较好的滚动特性,陶瓷球的空转的不利影响小于钢球，引起的内部应力也较低。

四是低摩擦和低温升，陶瓷球高的弹性模量，在轴承载荷下，形成的压力椭圆小，内圈和外圈之间的压力角差小，陶瓷球轴承在高速时具有较低的摩擦力矩，摩擦和温升较低。

五是防摩擦性能好,高速运转条件下,陶瓷球轴承接触部位应力较低,摩擦及温升也较低,在润滑不足或润滑失效的状态下,混合陶瓷球轴承的最低运转时间至少为钢制轴承的一倍。

由于陶瓷材料线胀系数为轴承钢的25%，可推迟轴承径向游隙的缩小，使轴承夹紧缓慢增加；由于钢/陶瓷匹配的亲和性低于钢/钢的亲和性，当润滑膜未能很好的形成或缺少润滑时，较低的亲和性可有效地发挥作用，有效降低粘着摩擦的风险；由于陶瓷球硬度高,在严重摩擦情况下,陶瓷球有很好的尺寸和形状精度保持性以及对沟道的修复性，保持轴承的运转。采用陶瓷球的轴承，可以使轴承的内外圈之间绝缘，因为陶瓷球是绝缘体，在轴承的内外圈之间用陶瓷球，就可以达到绝缘的效果。这样就使轴承能够在导电的环境下使用了。

陶瓷轴承的性能价格比远远优于全钢轴承 ，寿命可比现在使用的轴承寿命提高3倍以上，可节省大量的停机检修时间、降低废品率、减少库存轴承备件等。与轴承钢性能比较，自重是轴承钢的30%～40%，可减少因离心力产生的动体载荷的增加和打滑。因高耐磨、转速是轴承钢的1.3～1.5倍，可减少因高速旋转产生的沟道表面损伤。陶瓷材料硬度高，耐磨损，轴承精度保持好，在良好润滑状态下,陶瓷球轴承的磨损量仅为钢制轴承的50%,如前所述，陶瓷球轴承摩擦小、温升低、防摩擦，这些都有利于轴承保持良好的精度。在高温、腐蚀环境下表现更加突出。弹性模量高于轴承钢1.5倍。受力弹性小，可减少因载荷量高所产生的变形。硬度是轴承钢的1倍，可减少磨损。抗压是轴承钢5～7倍。线胀系数小于轴承钢20%。摩擦系数小于轴承钢30%，可减少因摩擦产生的热量，可减少因高温引起的轴承提前剥落失效；抗拉、抗弯与金属同等。

在多种陶瓷材料中，由于氮化硅陶瓷具有优良的综合机械性能，与轴承钢相同的疲劳剥落和疲劳寿命，成为制造陶瓷轴承的最佳材料。氮化硅陶瓷材料作为轴承材料，虽然在工业陶瓷中硬度和韧性不是最高的，但是在要求高性能的轴承应用中，氮化硅具有最佳的机械物理综合特性，均质细密的氮化硅陶瓷具有良好的抗滚动接触疲劳特性，有如下明显的特征：

低密度，氮化硅陶瓷的密度为3.19～3.3g/cm3，仅为轴承钢(7.85g/cm3)的40%，由于陶瓷滚动体材料密度低，离心载荷小，高速运转温升低，从而可在更高转速下工作，而且产生热量较少。陶瓷滚动体的弹性模量比钢制滚动体高，则轴承的动态刚度提高，但是弹性模量太大会因应力集中而降低轴承的承载能力。氮化硅陶瓷的弹性模量是轴承钢的1.5倍，可使轴承的刚度提高，但会因应力集中降低轴承的承载能力。

线胀系数小，有助于减小对温度变化的敏感性，对混合滚子轴承，可适用的运转速度范围更宽。氮化硅陶瓷的热膨胀系数仅为轴承钢的1/4，减少轴承对温度变化的敏感，有助于防止卡死，但对于角接触球轴承会使接触角改变；抗压强度高是滚动轴承承受高接触应力的需要的(对于陶瓷材料，其强度通常是通过三点或四点弯曲试验测得的断裂模量决定)；高硬度和高韧性这两个特性相结合可获得较好的表面粗糙度，而且能防止外界硬质粒子和冲击的损伤，氮化硅陶瓷硬度是轴承钢的2倍，可加工到较好的表面粗糙度，且能防止外界粒子和冲击损伤，以及滑擦损伤；良好的抗滚动接触疲劳性能，氮化硅陶瓷具有与轴承钢相同或略高的接触疲劳寿命；剥落失效形式，氮化硅陶瓷具有与轴承相同的剥落失效形式，使得轴承在卡死前有预兆，是一种造成危害最小的失效模式。

耐高温，氮化硅陶瓷具有良好的温度特性，并适用于高温用材料，远远超过M50耐高温轴承钢使用极限温度400℃，氮化硅在800℃硬度和强度才开始下降,氮化硅陶瓷可在高达800℃的高温中稳定保持其机械特性，同时陶瓷在高温下，不变形不收缩，具有良好的尺寸稳定性；在氧化和腐蚀环境，尤其是在反复滚动而挤掉表面油膜的接触区应具有抗氧化和腐蚀稳定性。虽然氮化硅材料在工业陶瓷中不是最硬的，韧性也不是最高的，但是在要求高性能的轴承应用中，氮化硅被认为具有最佳的机械物理综合特性。综合的滚动接触剥落试验和轴承试验均证明致密和均质的氮化硅材料具有良好的抗滚动接触疲劳特性。

物理化学稳定好，对于全陶瓷轴承，氮化硅耐酸的化学稳定性很好，盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等到难以对氮化硅产生腐蚀，只有氢氟酸及盐酸与硝酸的混合液能对氮化硅产生腐蚀。一般认为氮化硅具有良好的耐碱腐蚀性能，但根据实验结果，氮化硅在高温高压碱性离子水中，耐腐蚀性极差，耐盐蚀性也需要评估。陶瓷材料无磁、绝缘的，可以用来制造无磁及完全电绝缘的场合使用的轴承。

3国内外陶瓷轴承的产业及市场前景

与传统的金属轴承相比，陶瓷轴承的优越性在于可耐上千摄氏度高温、不导电、不导磁等多种优点，这样的特性也为材料升级带来更多空间。目前，金属轴承一般只能耐200℃高温，其开发的陶瓷轴承使用寿命则是金属轴承的35倍。在高速、高温、大温差、低温、真空、要求绝缘、不导磁等恶劣工作环境下，高性能陶瓷轴承是替代目前使用的全钢轴承的理想轴承，具有适应转速范围宽、高速运转发热小、性能稳定、寿命长、耐腐蚀、不怕污染、抗磨损、耐瞬时缺油润滑能力强和可靠性高等优异性能指标，发展前景广阔。

第一套陶瓷轴承诞生在美国(NASA)宇航局，自1972年第一套陶瓷轴承研制成功后，世界各国就一直在竞相开发、研制新一代更高性能的陶瓷轴承，经过40年的努力陶瓷轴承最突出的效果是较大幅度地提高了轴承的使用寿命和极限转速，为发展高速和超高速、高精密机床提供了基础零部件。除此以外，在高温、腐蚀、绝缘、真空、化工等行业的应用也已取得了良好效果。当今世界著名的轴承公司无一不在研发、生产陶瓷轴承和陶瓷球轴承，而产品的质量高低，已成为衡量其企业实力的一个重要标志。据不完全统计，到目前为止，国外能够生产陶瓷轴承的有：美国、日本、德国、法国、俄罗斯、韩国、英国等十几个国家。其中陶瓷球轴承的生产在国外起步较早，运用的场合范围较广，比如数控机床用陶瓷球轴承、磨床电主轴用陶瓷球轴承、机床滚珠丝杠用陶瓷球轴承等。

陶瓷球轴承的高耐磨性、自润滑性、超高转速等性能得到了淋漓尽致的发挥，也为高精度机床、高速机床、特种环境设备作出了贡献。作为陶瓷球轴承的核心部件——陶瓷球体，国外的研发和竞争也比较激烈。美国的Norton公司采用HIP法生产的陶瓷球在国际上堪称一流水平。目前世界各国研究陶瓷球轴承处于领先水平的主要公司有瑞典的SKF、德国的FAG、法国的圣戈班、日本的Nsk,Koyo,Nmb(美培亚)等。

近年国外陶瓷轴承技术发展较快,应用领域不断扩大,国外各大轴承公司Skf,Nsk，Inna,Ntn,Koyo，Snfa等均规模生产制造陶瓷轴承,轴承公差等级达到P4级以上,主要轴承种类为：高速主轴陶瓷球轴承、耐高温耐腐蚀无磁全陶瓷轴承、运动器材陶瓷球轴承等。陶瓷球制造球较著名的公司为：法国Sai nt-Gobain公司,日本的Ntk公司、Ttc公司、Tsb公司等;烧结方法主要为:热等静压烧结(HIP)、气氛压力烧结(GPS)。陶瓷球公差等级达到G3。

我国陶瓷轴承的研究时间并不长，加上陶瓷材料的难加工性，国内能生产这种高精密度陶瓷轴承的厂家并不多。洛阳精密轴承企业看准了陶瓷球轴承的发展前景，一直大力研究相关的技术。目前，其生产的陶瓷轴承质量相当高，考虑到陶瓷材料加工难度高造成的成本价格偏高等因素，精密陶瓷轴承多为滚动体是陶瓷、内外套圈仍由铬钢制造的混合陶瓷球轴承。这种轴承不仅适应性能和精度大大高于普通金属轴承，而且生产成本与全陶瓷轴承相比大大降低，使其得到了更为广泛的应用。在一些特殊领域中应用的轴承占特种轴承的比例非常大，而且陶瓷轴承和陶瓷球轴承完全有能力去替代、并能达到金属轴承勉强胜任和无法胜任的工作，工程陶瓷具有它不可替换的地位。具有这样一个庞大的市场为前提，我国在产品的开发和制造上完全可以创出一条新路，去拓宽陶瓷轴承的更大应用领域，使新材料、新工艺、新技术更好的服务于生产。

陶瓷轴承所具有的诸多优良性能，尚待在更宽的领域内开发利用，潜在的应用领域十分巨大。高质量的高速陶瓷球轴承能很好的服务于国内机床行业，高速、高精度主轴、电主轴的轴承用量相当大，估计每年的需求量在几拾万套以上。但是高精度机床主轴轴承要求轴承的加工精度相对较高，质量较苛刻，象P4级轴承要求G5级以上的高精度陶瓷球，目前国内能够生产的厂家寥寥无几，产品的稳定性也较差；中等质量的陶瓷轴承在石油勘探、原油冶炼、尤其是精细化工、化纤、新能源、印染、电镀业、污水处理、海洋开发、深水泵、酸碱泵、高温、真空、核磁共振、电绝缘、医药卫生、X射线管及食品工业等诸多领域中能得到广泛和良好的使用。很多只要求一般精度等级；中、低转速和负荷；要求轴承能够耐一定浓度的酸、碱、盐腐蚀；耐300～400℃高温；不导磁、电、无毒性；可在无油或利用工作介质自身润滑等；在海水中也可以使用。在这些领域应用的轴承占特种轴承的比例非常大，而且陶瓷轴承和陶瓷球轴承完全有能力去替代、并能达到金属轴承勉强胜任和无法胜任的工作，工程陶瓷具有它不可替换的地位。具有这样一个庞大的市场为前提，企业在产品的开发和制造上完全可以创出一条新路，去拓宽陶瓷轴承的更大应用领域。使新材料、新工艺、新技术更好的服务于生产。

超精密陶瓷球可广泛用于高性能轴承、高性能球阀；陶瓷轴承可用于高速机械、轻工、仪器仪表、汽车、及航空航天等领域。该类轴承是典型的两高产品，即高技术含量和高附加值，是国际上公认的未来轴承的主流产品，将占领轴承市场的40%～60%份额，主要用在高速机床、高速电机、低温设备上，目前开发生产可逐步取代精密、中速以上全轴承的所有应用领域，精密陶瓷轴承的价格是同类型钢轴承的1.5～1.8倍，而寿命可延长至少3倍。此外，汽车行业是陶瓷轴承的潜在应用领域之一，用量极大；军工和航空等高可靠性领域用陶瓷轴承技术目前正在开发中，价格高，但技术难度大，用量中等。综上所述，高性能陶瓷轴承技术具有巨大的经济效益和广泛的社会效益。

4陶瓷轴承技术的发展趋势

陶瓷轴承和陶瓷球轴承是轴承大类中一支奇葩，作为承运机械转动的基础件，由于其具有金属轴承所无法比拟的优良性能，在各种特殊环境、恶劣环境下得到广泛的应用。目前见诸报道的都是高速、高精度的陶瓷球轴承的研发，且通常多以围绕氮化硅球为主，主要解决的问题，一个是陶瓷球的制坯研究，另一个是高精度陶瓷球的加工工艺方法研究，在使用上多属高速机床、数控机床、电主轴等高速场合，长寿命或低噪声等要求的陶瓷球轴承，自始至终没能脱离Si3N4球坯的制造和加工，对新型材料如：SiC,ZrO2,ZTA,Sialon等材料的研究尚属少量，生产实践证明，应用ZrO2的厂家占绝大多数。由于顾虑成本原因造成好的材料和工艺无法大规模运用。

陶瓷轴承和陶瓷球轴承的生产是高技术陶瓷与轴承制造技术的产业化结合，二者的专业化程度均很高，如不解决陶瓷与轴承的产业结合问题，实现优质大批量、低成本生产，满足市场需求就是一句空话。而今，国内能够生产轴承的企业制造不了陶瓷材料，能够生产陶瓷材料的企业制造不了轴承，专业和学科之间在实际应用上严重脱节。国内的陶瓷轴承和陶瓷球轴承只能在耐腐蚀、绝电、绝磁、低转速、轻负荷的环境下使用，还有就是国内陶瓷材料的制造存在较大的问题，在工艺和技术还没有过关的前提下，盲目追求低价造成材料的性能根本无法达预期的效果，使得陶瓷轴承和陶瓷球轴承的发展走入新的歧途，也造成较多的使用单位对陶瓷轴承和陶瓷球轴承失去信心。作为高技术产品的研发，要经过技术密集型投入和资金密集型投入两个阶段，产业化生产陶瓷轴承，既要攻克许多技术难点，和使用难题又需要较大的资金投入，还要把握市场定位，需要业内以发展国内陶瓷轴承的高水准为己任。低价的竞争势必带来粗制滥造和市场的进一步恶化。原始资本的积累和持续的再投入必须服务于陶瓷轴承和陶瓷球轴承往更高质量的领域发展。

我国对陶瓷轴承球的研究方面取得了很大进展，加工速度较现有技术提高一倍以上，各项技术指标均达到或超过G5级标准要求。对我国陶瓷轴承实现产业化和商品化的进程可起到一定的推进作用。当然，陶瓷轴承的研究还处于初期，其研究远远没有结束，随着技术发展和进步，虽然陶瓷轴承的已在多种场合和环境应用，仍需在以下方面进行不断探索和研发：一是研究适应范围更宽、润滑条件更恶劣条件下陶瓷轴承的滚动接触性能;二是研究陶瓷轴承相关部件的结构配合设计及加工的可靠性和经济性；三是陶瓷轴承相关部件无损检测方法和破坏预测的技术;四是制定陶瓷轴承的检验标准等。除了上述之外,陶瓷材料体系开发应以适应不同的场合如更耐腐蚀，更耐高温;陶瓷轴承零件无损检测技术需要开发可靠高效的检测方法和仪器；陶瓷轴承优化设计技术；陶瓷轴承基础理论研究；陶瓷轴承制造成本的降低，使陶瓷轴承更加经济；陶瓷轴承摩擦学特征研究；陶瓷轴承高效加工技术开发等等。

采用陶瓷材料制造轴承，可极大地扩展滚动轴承在各个领域的应用范围。目前世界各国研究、生产、销售陶瓷轴承的公司很多，但大多为混合轴承，即轴承滚动体为陶瓷材料，内外圈为钢制材料。我国在陶瓷轴承研究方面起步较晚，国家自八五开始将陶瓷球轴承研究与开发列入科技攻关项目，并注入了大量资金，一些科研院所和企业也做出了有益探索，取得了可喜的成果，但目前仍处于试验研究阶段。影响陶瓷材料在球轴承中广泛应用的主要原因是它的难加工性和过高的制造成本。

企业要搞好陶瓷轴承的产业化生产，关键是要开发出高性能、低成本、适用性强的陶瓷轴承，尤其是、外套圈、保持架、滚动体均为陶瓷的全陶瓷轴承产品，扩大产品规格、品种和应用领域；解决和攻克产业化生产中所遇到的一系列技术难题；大力开发陶瓷套圈、陶瓷保持架、陶瓷滚子、陶瓷滚锥、陶瓷滚针的实用化生产技术，加大生产工艺、工装、设备、检测仪器的投资开发力度，加大关键设备的国产化开发和产业化投入。

企业应注意那些金属轴承无法胜任的、而陶瓷轴承完全有能力去替代的最普通的工作，如污水处理、海洋开发、石油勘探、医药卫生、食品工业等诸多领域中实际使用的一般精度等级，中、低转速，要求轴承能够有耐一定浓度的酸、碱、盐腐蚀，耐几百度高温，不导磁、电，无毒性，可在无油或利用工作介质自身润滑的工作领域。这些领域应用的轴承占特种轴承应用的比例非常大，市场广阔，值得开发。研发机构应抓住机遇，开拓市场，降低制造成本，促进高性能陶瓷材料的规模化生产，使具有广阔市场前景的陶瓷材料的应用早日实现产业化。推进专业人才培养，解决专业与学科、研究与实用技术的结合转化；技术专家型销售队伍的建立和能够掌握高、精、尖设备、仪器的技术工人队伍的培养；行业上和企业主管要对陶瓷轴承提高认识，建立、完善国家和行业标准、评价方法等，为用户提供优质的售后技术服务，包括陶瓷轴承的选型和现场安装指导等等，才能使陶瓷轴承真正适用于更多的领域，满足国内、外各行业对陶瓷轴承的需求，促进陶瓷轴承整体水平的快速发展。

陶瓷轴承的发展方兴未艾，纳米材料、复合材料的实用化，为陶瓷轴承的发展带来了更大的生机和活力。依照我国国内目前的生产现状，产品市场缺口很大，远远满足不了市场需求，因而市场前景十分看好。虽然价格相对较高，但在同等工况条件下，综合经济效益十分显著，在相同质量的产品中具有很强的国际市场竞争力。

5结束语

近些年，国外大型轴承企业的不断涌入，新材料、新工艺产品在质量上和价格上的竞争将对我国轴承行业带来更大的冲击，因此，用新材料、新技术改造传统轴承产业，提高国内轴承产品的技术含量和附加值，加速提高陶瓷轴承的产品质量和产量，尤其是提高陶瓷轴承的市场竞争力和生存能力，已成为一个重要课题摆在我们面前。大力发展民族机械工业，提高机械产品精度，满足其它特殊应用领域，陶瓷轴承将起到决定性的关键作用，而采用新型的纳米复合陶瓷材料是提高陶瓷轴承产品精度和性能的趋势。随着加工技术的不断进步，工艺水平的日益提高，陶瓷轴承的成本不断下降，已经从过去只在一些高、精、尖领域小范围内应用，逐步推广到国民经济各个工业领域，产品市场价格也逐渐接近实用化，达到用户可接受的程度。相信陶瓷轴承进入实用化阶段已为时不远，其应用前景十分广阔，甚至有人所预言的那样：陶瓷轴承今后会完全取代钢质轴承。

Blue Model of Ceramic Bearing ApplicationStrong of Industry Competition

Li Ting

(Hubei wuhan fengshen chemical material supply company, Wuhan 430055)

Abstract:Ceramic material with low density, high elastic modulus, thermal expansion coefficient, wear resistance, high temperature resistant, corrosion resistance and other excellent properties, become the ideal material of manufacturing high speed precision bearings, and has been widely used. According to the function of the ceramic bearing and its application field, this paper introduces the main types and performance characteristics of ceramic bearing, this paper discusses the ceramic bearing industry and the market prospect at home and abroad, points out the developing trend of the technology of ceramic bearing.

Keywords:ceramic bearing; characteristics of application; the development of industry

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.02.008