كرات محامل السيراميك نيتريد السيليكون هي العناصر الأساسية لدرفلات المحامل السيراميكية الهجينة (حلقات حلوى فولاذية + كرات سيراميكية) ومحامل سيراميك كاملة.
مقارنة بكرات الفولاذ التقليدية ذات المحمل، تتميز كرات السيراميك النتريدي بالسيليكون بكثافة منخفضة (فقط 40٪ من الفولاذ)، وصلابة عالية، ومعامل مرونة عالي، ومعامل احتكاك منخفض، بالإضافة إلى مقاومة ممتازة للتآكل وأداء عال في العزل الكهربائي.
في ظروف قاسية مثل السرعة العالية، ودرجات الحرارة العالية، والتآكل، وعدم التزييت، والتداخل المغناطيسي، يمكن لكرات السيراميك المصنوعة من نيتريد السيليكون أن تحسن بشكل كبير السرعة المحدودة، وعمر الخدمة، وموثوقية المحامل.
| عنصر الاختبار | الوحدة | نطاق المؤشر |
| المواد | – | Si₃N₄ |
| الكثافة | g/cm³ | 3.2 |
| صلابة فيكرز (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| قوة الانحناء | MPa | ≥700 |
| قوة الضغط | MPa | ≥2800 |
| صلابة الكسور | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| معامل المرونة | GPa | 310 |
| نسبة بواسون | – | |
| معامل التمدد الحراري (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| التوصيل الحراري | مع (م· ك) | 20 |
| درجة حرارة التشغيل القصوى الموصى بها (الهواء) | درجة مئوية | 1200 |
| نفاذية مغناطيسية | – | 0 (غير مغناطيسي) |
| القطر الاسمي (مم) | الدرجات الشائعة | التطبيق |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | المحامل المصغرة |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | محامل الأدوات |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | المغازل الكهربائية عالية السرعة |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | محامل المغزل لأدوات الماكينات |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | محامل محور السيارات |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | محامل المضخة الصناعية |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | محامل المحرك الكبيرة |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | محامل توربينات الرياح |
| 15.875（5/8″） | G16 | محامل الآلات الثقيلة |
| 19.050（3/4″） | G16 | محامل معدات التعدين |
| 25.400（1″） | G16 | المحامل الكبيرة ذات الأغراض الخاصة |
تتوفر أحجام إمبراطورية أو مترية أخرى عند الطلب.
| درجة | تغير قطر الكرة (Vdws) | الخطأ الكروي (الانحراف الكروي) | خشونة السطح (Ra) |
| G3 | ≤0.08 ميكرومتر | ≤0.08 ميكرومتر | ≤0.010 ميكرومتر |
| G5 | ≤0.13 ميكرومتر | ≤0.13 ميكرومتر | ≤0.014 ميكرومتر |
| G10 | ≤0.25 ميكرومتر | ≤0.25 ميكرومتر | ≤0.020 ميكرومتر |
| G16 | ≤0.40 ميكرومتر | ≤0.40 ميكرومتر | ≤0.025 ميكرومتر |
| G20 | ≤0.50 ميكرومتر | ≤0.50 ميكرومتر | ≤0.032 ميكرومتر |
ملاحظة: الدرجات G3 إلى G5 مناسبة للمحامل فائقة السرعة والدقة؛ الدرجات G10 إلى G16 مناسبة للمحامل الصناعية متعددة الأغراض؛ ودرجة G20 تستخدم للتطبيقات منخفضة الدقة.
1. الكثافة المنخفضة (3.20 جم/سم³) والقوة الطرد المركزية المنخفضة تقللان بشكل كبير من الحمل الذي تفرضه عناصر الدوران على الحلقات أثناء التشغيل عالي السرعة، مما يسمح بسرعات تشغيل قصوى أعلى (تصل إلى 1.5 ضعف محامل الكرات الفولاذية).
2. صلابة عالية جدا (HV 1400–1500)، مقاومة تآكل ممتازة، استقرار أبعادي جيد، واحتفاظ دقيق جدا بعد التشغيل طويل الأمد.
3. معامل مرونة عالي (حوالي 310 جيجاباسكال)، صلابة عالية، وتشوه طفيف، مما يجعله مناسبا للمغازل الدقيقة التي تتطلب صلابة عالية.
4. معامل احتكاك منخفض وخصائص جيدة في التزييت الذاتي، مما يسمح بتشغيل قصير الأمد مع تزييت قليل أو بدون تزييت.
5. معامل تمدد حراري منخفض (حوالي 3.2×10⁻⁶ /كلفن); تأثير طفيف لارتفاع درجة حرارة التشغيل على خلوص المحمل; استقرار حراري ممتاز.
6. مقاومة درجات الحرارة العالية: يمكنها العمل بثبات لفترات طويلة عند درجات حرارة أقل من 800°م، متجاوزة بكثير حد الفولاذ الحامل (حوالي 150°م).
7. مقاومة التآكل: مقاومة للأحماض والقلويات ومياه البحر ووسائط كيميائية متنوعة؛ مناسبة للبيئات التآكلية مثل المضخات الكيميائية والتطبيقات البحرية.
8. العزل الكهربائي: مقاومة الحجم > 10¹⁴ Ω•سم؛ يمنع بشكل فعال التآكل الكهربائي (تآكل الشرارة)؛ مناسب لتطبيقات مثل المحركات ذات التردد المتغير وعبور السكك الحديدية.
9. غير مغناطيسي: لا يتداخل مع المعدات الحساسة مغناطيسيا، مما يجعله مناسبا للأجهزة الطبية أو الدقيقة مثل أجهزة الرنين المغناطيسي وأنظمة الرفع المغناطيسي.
10. عمر الإجهاد الطويل: في المحامل السيراميكية الهجينة، يمكن أن يكون عمر كرات السيراميك النتريدي السيليكون من 3 إلى 5 أضعاف عمر كرات الفولاذ.
1. محامل مغزل الأدوات عالية السرعة (مغازل كهربائية، مغازل آلة النقوش).
2. محامل مكونات محركات الفضاء الجوي والجيروسكوبات.
3. محامل التوربو للسيارات، محامل محور العجلات، ومحامل محرك القيادة للمركبات الجديدة الطاقة.
4. محامل عمود التوربين الرئيسي ومحامل الانحراف (yaw).
5. محامل للمضخات الكيميائية، والمضخات المقاومة للتآكل، ومضخات مياه البحر.
6. محامل معدات التفريغ (تزييت خال من الزيت).
7. محامل لمحركات الجر في النقل بالسكك الحديدية (مضادة للتآكل الكهربائي).
8. المحامل لمعدات أشباه الموصلات والأجهزة الدقيقة (غير مغناطيسية، منخفضة الاهتزاز).
9. محامل القيادة للأفران عالية الحرارة ومعدات المعالجة الحرارية.
