Silisiumnitrid keramiske lagerkuler er kjernevalselementene i hybride keramiske lagre (stålringer + keramiske kuler) og fullkeramiske lagre.
Sammenlignet med tradisjonelle stålkuler med lager, har silisiumnitrid-keramiske kuler lav tetthet (kun 40 % stål), høy hardhet, høy elastisk modul og lav friksjonskoeffisient, samt utmerket korrosjonsbestandighet og elektrisk isolasjonsytelse.
Under tøffe forhold som høy hastighet, høy temperatur, korrosjon, ikke-smøring og magnetisk interferens, kan silisiumnitrid-keramiske kuler betydelig forbedre begrensende hastighet, levetid og pålitelighet til lagrene.
| Testobjekt | Enhet | Indeksområde |
| Materiale | – | Si₃N₄ |
| Tetthet | g/cm³ | 3.2 |
| Vickers-hardhet (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| Bøyningsstyrke | MPa | ≥700 |
| Trykkstyrke | MPa | ≥2800 |
| Bruddseighet | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| Elastisitetsmodul | GPa | 310 |
| Poisson's Ratio | – | |
| Termisk ekspansjonskoeffisient (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Termisk ledningsevne | W/(m·K) | 20 |
| Anbefalt maksimal driftstemperatur (luft) | °C | 1200 |
| Magnetisk permeabilitet | – | 0 (ikke-magnetisk) |
| Nominell diameter (mm) | Felles grader | Søknad |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Miniatyrlagre |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Instrumentlagre |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Høyhastighets elektriske spindler |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Spindellagre for maskinverktøy |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Bilnavlagre |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Industrielle pumpelagre |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Store motorlagre |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Vindturbinlagrer |
| 15.875（5/8″） | G16 | Tunge maskinlagre |
| 19.050（3/4″） | G16 | Lagre for gruveutstyr |
| 25.400（1″） | G16 | Spesialbrukte store lagre |
Andre imperiale eller metriske størrelser er tilgjengelige på forespørsel.
| Trinn | Variasjon av kulediameter (Vdws) | Sfærisk feil (Sfærisk avvik) | Overflateruhet (Ra) |
| G3 | ≤0,08 μm | ≤0,08 μm | ≤0,010 μm |
| G5 | ≤0,13 μm | ≤0,13 μm | ≤0,014 μm |
| G10 | ≤0,25 μm | ≤0,25 μm | ≤0,020 μm |
| G16 | ≤0,40 μm | ≤0,40 μm | ≤0,025 μm |
| G20 | ≤0,50 μm | ≤0,50 μm | ≤0,032 μm |
Merk: Gradene G3 til G5 er egnet for ultrahøyhastighets presisjonslager; gradene G10 til G16 er egnet for generelle industrielle lagre; og grad G20 brukes til lavpresisjonsapplikasjoner.
1. Lav tetthet (3,20 g/cm³) og lav sentrifugalkraft reduserer betydelig belastningen som rulleelementene utøver på ringene under høyhastighetsdrift, noe som gir høyere maksimale driftshastigheter (opptil 1,5 ganger så høy som for stålkulelager).
2. Ekstremt høy hardhet (HV 1400–1500), utmerket slitasjemotstand, god dimensjonsstabilitet og høy presisjon etter langvarig drift.
3. Høy elastisk modul (ca. 310 GPa), høy stivhet og minimal deformasjon, noe som gjør den egnet for presisjonsspindler som krever høy stivhet.
4. Lav friksjonskoeffisient og gode selvsmørende egenskaper, som tillater kortvarig drift med minimal eller ingen smøring.
5. Lav termisk ekspansjonskoeffisient (ca. 3,2×10⁻⁶ /K); minimal påvirkning av driftstemperaturøkning på lagerklaring; utmerket termisk stabilitet.
6. Høytemperaturmotstand: Kan operere stabilt over lengre perioder ved temperaturer under 800°C, langt over grensen for lagerstål (omtrent 150°C).
7. Korrosjonsbestandighet: Motstandsdyktig mot syrer, alkalier, sjøvann og ulike kjemiske medier; Egnet for korroderende miljøer som kjemiske pumper og marine applikasjoner.
8. Elektrisk isolasjon: Volumresistivitet > 10¹⁴ Ω•cm; forhindrer effektivt elektroerosjon (gnisterosjon); egnet for applikasjoner som variabelfrekvensmotorer og jernbanetransport.
9. Ikke-magnetisk: Forstyrrer ikke magnetisk sensitivt utstyr, noe som gjør det egnet for medisinske eller presisjonsinstrumenter som MR-maskiner og magnetiske levitasjonssystemer.
10. Lang utmattelseslevetid: I hybride keramiske lagre kan kontaktutmattelsestiden til silisiumnitrid-keramiske kuler være 3 til 5 ganger så lang som stålkuler.
1. Høyhastighets spindellager for maskinverktøy (elektriske spindler, graveringsspindler).
2. Lagre for luftfartsmotorkomponenter og gyroskoper.
3. Bilturbolager, hjulnavlagre og drivmotorlagre for nye energikjøretøy.
4. Vindturbinens hovedaksellager og yaw-lager.
5. Lagre for kjemiske pumper, korrosjonsbestandige pumper og sjøvannspumper.
6. Lagre for vakuumutstyr (oljefri smøring).
7. Lagre for trekkmotorer for jernbanetransport (anti-elektrisk erosjon).
8. Lagre for halvlederutstyr og presisjonsinstrumenter (ikke-magnetiske, lavvibrasjon).
9. Drivlagre for høytemperaturovner og varmebehandlingsutstyr.
