2023精細(xì)陶瓷 滾動軸承滾珠和滾子用氮化硅材料

精細(xì)陶瓷滾動軸承球及滾子用氮化硅材料PAGEPAGE2精細(xì)陶瓷滾動軸承球及滾子用氮化硅材料范圍本文件規(guī)定了預(yù)處理滾動軸承球和滾子用的氮化硅材料的要求。本文件提供了一個分類，定義了預(yù)處理滾動軸承球和滾子用的氮化硅材料的物理性能和力學(xué)性能。根據(jù)材料特性和微觀結(jié)構(gòu)，將其分為三類。附錄A中提供了樣品制備及微觀結(jié)構(gòu)分析的方法。注1：氮化硅制品是指以氮化硅材料為主要成分的燒結(jié)體；注2：經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商后，本文件可用于已加工的滾動軸承球和滾子；規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T6569 精細(xì)陶瓷彎曲強度試驗方法(GB/T6569-2000，ISO147042016，MOD)GB/T16534 精細(xì)陶瓷室溫硬度試驗方法(GB/T16534-2009，ISO147052008，MOD)GB/T16535 精細(xì)陶瓷線熱膨脹系數(shù)試驗方法頂桿（GB/T17562:GB/T17991 精細(xì)陶瓷術(shù)語(GB/T17991-2009，ISO20507：2003，MOD)GB/T25995 精細(xì)陶瓷密度和顯氣孔率試驗方法（GB/T25995-2010，ISO187542003，MOD）GB/T40005 （GB/T20501GB/T41605 滾動軸承球用氮化硅材料室溫壓痕法斷裂阻力試驗方法壓痕法(GB/T41605-2022,ISO14627:2012,MOD)JC/T2172精細(xì)陶瓷彈性模量、剪切模量和泊松比試驗方法脈沖激勵法術(shù)語和定義GB/T17991及GB/T41605界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1斷裂阻力fractureresistance，IFRKI,IFR根據(jù)壓痕斷裂法測量阻力來源：GB/T41605-2022，3.1，有修改]3.2夾雜inclusion與正常氮化硅微觀結(jié)構(gòu)不同的區(qū)域。注：在滾動軸承球和滾子的氮化硅陶瓷中，典型的夾雜物是燒結(jié)添加劑和外來成分的雜質(zhì)而不是正常的Si3N4成分；3.3材料批次materiallot準(zhǔn)備用于滾動軸承球和滾子成型和/或測試項目的限定數(shù)量的原材料。3.4材料等級materialclass氮化硅材料的物理性能和力學(xué)性能的特別組合。3.5預(yù)處理的滾動軸承球和滾子preprocessedrollingbearingballsandrollers在最終磨削成型和精加工之前，物料批次中已經(jīng)過致密化過程的材料。3.6加工后的滾動軸承球和滾子processedrollingbearingballsandrollers最終磨削成型和精加工后的滾動軸承球和滾子。物理和力學(xué)性能表1給出了預(yù)處理滾動軸承球和滾子的典型物理和力學(xué)性能范圍。物理和力學(xué)性能應(yīng)按照6.1至6.4進(jìn)行測量。導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和電阻率的數(shù)值由有關(guān)各方商定。表1物理和力學(xué)性能性能最小值最大值體積密度/(g/cm3)3.03.6彈性模量/GPa270330泊松比0.230.29線熱膨脹系數(shù)/（1/℃）（適用范圍：室溫-500℃）2.0x10-63.7x10-6材料等級根據(jù)材料的物理和力學(xué)性能，用于滾動軸承球和滾子的氮化硅材料分為三級，詳見附錄B。測試密度按照GB/T25995規(guī)定的方法對預(yù)處理過的滾動軸承球和滾子進(jìn)行測試。彈性模量按照J(rèn)C/T2172規(guī)定的方法，使用與預(yù)處理的滾動軸承球和滾子相同材料制備標(biāo)準(zhǔn)件，進(jìn)行彈性模量測試。泊松比按照J(rèn)C/T2172規(guī)定的方法，使用與預(yù)處理的滾動軸承球和滾子相同材料制備標(biāo)準(zhǔn)件，進(jìn)行泊松比測試。線熱膨脹系數(shù)按照GB/T16535彎曲強度和韋布爾模數(shù)GB/T6569和GB/T40005硬度對預(yù)處理滾動軸承球和滾子的拋光部分進(jìn)行硬度測試。維氏硬度的平均值應(yīng)根據(jù)GB/T16534進(jìn)行評估。測試力推薦使用HV20，如果樣品太小導(dǎo)致無法形成有效壓痕，也可使用HV5或HV10。壓痕斷裂阻力預(yù)處理的滾動軸承球和滾子的拋光部分應(yīng)用于壓痕斷裂(IF)方法。應(yīng)進(jìn)行表面精加工以避免殘壓痕斷裂(IF)GB/T41605進(jìn)行評定。微觀結(jié)構(gòu)A測試報告測試報告應(yīng)包括以下信息：a）對本文件的引用；b）測試日期；d）檢測結(jié)果：密度；彈性模量；泊松比；熱膨脹系數(shù)；彎曲強度和韋布爾模數(shù)的平均值；維氏硬度（測試環(huán)境和平均硬度）；平均斷裂韌性和斷裂阻力（試驗方法，平均斷裂韌性或斷裂阻力）；微觀結(jié)構(gòu)（氣孔和夾雜物數(shù)量以及尺寸）；e）材料等級；f）與評估有關(guān)的任何其他信息。PAGEPAGE3附錄A（規(guī)范性）微觀結(jié)構(gòu)觀察程序樣件準(zhǔn)備通過切割、研磨和拋光，對氮化硅滾動軸承球和滾子的截面部分進(jìn)行處理。主要拋光方式有以下兩種：50μm1μm的氧化鋁或金剛石等磨料對截面進(jìn)行拋光；50μm無論是上述何種方法，均需對截面進(jìn)行拋光處理，直至磨擦痕跡消失，最后進(jìn)行超聲波清洗。本文件規(guī)定了預(yù)處理滾動軸承球和滾子用的氮化硅材料的要求。觀察100x200x的放大倍數(shù)下觀察氣孔和夾雜，確定所發(fā)現(xiàn)的氣孔和夾雜≤（M、二次電子圖像或背散射電子像來確定氣孔或夾雜的數(shù)量和大小。補充說明ISO4499-4中針對硬質(zhì)合金的方法。在較低放大倍率下觀察宏觀結(jié)構(gòu)更有助于檢查可見的裂紋和缺陷。附錄B（規(guī)范性）B.1提供了分級為：1級、23級氮化硅滾動軸承球和滾子的物理性能、力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)的規(guī)范。表B.1材料分級1級2級3級1.平均彎曲強度（MPa）aa)四點測試i)平均強度：40mm(跨距）≥760≥660≥48030mm(跨距）≥800≥700≥530ii)韋布爾模數(shù)≥12≥9≥7b)三點測試i)平均強度：40mm(跨距）≥894≥798≥59530mm(跨距）≥915≥817≥629ii)韋氏系數(shù)≥12≥9≥72.平均維氏硬度（GPa)b≥14.2≥13.3≥12.73.平均壓痕斷裂韌性MPa√m)K1,IFR(壓痕斷裂阻力）≥6.0≥5.0≥5.04.微觀結(jié)構(gòu)a)孔尺寸（μm）≤10≤10≤25b)夾雜物（數(shù)量/cm2)尺寸（μm） 25≤x<50≤4≤