Keramische Wälzlager
Vergleich Keramikkugellager vs. Metallische Lager
Keramische Wälzlager zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen gegenüber metallischen Lagern aus:
- Extrem hohe Leichtlaufeigenschaften durch sehr geringe Reibung
- Wartungsarm oder wartungsfrei (Mangel- oder Medienschmierung und Trockenlauf problemlos möglich)
- Niedrigerer Verschleiß und damit höhere Lebensdauer
- Bis zu 60% geringeres Gewicht
- Hohe chemische Beständigkeit (vor allem Korrosionsbeständigkeit, aber auch unempfindlich gegen Nässe)
- Hohe Härte und Steifigkeit
- Geringere Wärmeentwicklung
- Keine Wechselwirkung mit Magnetfeldern (unmagnetisch)
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Elektrische Isolierung
Aus diesen Eigenschaften ergeben sich z.B folgende Einsatzgebiete:
- Luft- und Raumfahrttechnik
- Maschinenbau
- Turbopumpen
- Chemische Industrie (aggressive Medien)
- Metallverarbeitende Industrie (hohe Einsatztemperaturen)
- Pharmazeutische Industrie
- Medizinische Industrie
- Lebensmittelindustrie
- Präzisionsmesstechnik
- Halbleiter- und Biotechnologie (Reinraumbedingungen, die nicht durch Schmierstoffe verunreinigt werden dürfen)
Wälzlager können als Hybridlager (Stahlring und Keramikwälzkörper) oder als vollkeramische Lager geliefert werden. Hybridlager unterliegen naturgemäß den Problemen, die aus den unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften von Stahl und Keramiken resultieren. Anzustreben sind deshalb vollkeramische Lager, in denen sowohl die Ringe als auch die Wälzkörper (Kugeln, Walzen, Zylinder, Kegel) aus Keramik sind.
| Werkstoffkennwerte | Si3N4 | ZrO2 | AI2O3 | 100Cr6 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dichte | ρ | g/cm³ | 3,2 | 5,9 – 6, 04 | >3,9 | 7.85 |
| Härte | HV10 | N/mm² | 1700 – 2700 | 1300 – 1500 | 1800 | 700 |
| Elastizitätsmodul | E | GPa | 300 | 205 | 390 | 210 |
| Wärmeausdehnungs-koeffizient | α | 10-6/K | 3.2 | 10.2 | 8,2 | 11.5 |
| Biegebruchfestigkeit | δB | N/mm² | 800 | 1000 – 1500 | 380 | > 2500 |
| Bruchzähigkeit | KIC | MPa m½ | 8 | 8 – 12 | 4, 7 | > 20 |
| Wärmeleitfähigkeit | λ | W/m * K | 30 – 35 | 2 | 27 | 40 – 45 |
| Korngröße | d | µm | < 1 | < 1 | 1 – 5* | – |
Lieferbar sind Wälzlager in ISO-Abmessungen in den Genauigkeitsklassen P0, P6, P5 und P4; Selbstverständlich werden Lager nach Ihren individuellen Vorgaben speziell für Ihre Anwendung gefertigt.