Siliciumnitrid keramiske lejekugler er kernevalsningselementerne i hybride keramiske lejer (stålløbsringe + keramiske kugler) og fuldkeramiske lejer.
Sammenlignet med traditionelle stålkugler af leje har siliciumnitrid-keramiske kugler lav densitet (kun 40 % stål), høj hårdhed, høj elastisk modul og lav friktionskoefficient samt fremragende korrosionsbestandighed og elektrisk isoleringsegenskaber.
Under barske forhold som høj hastighed, høj temperatur, korrosion, ikke-smøring og magnetisk interferens kan siliciumnitrid-keramiske kugler markant forbedre lejets begrænsningshastighed, levetid og pålidelighed.
| Testobjekt | Enhed | Indeksområde |
| Materiale | – | Si₃N₄ |
| Tæthed | g/cm³ | 3.2 |
| Vickers-hårdhed (HV10) | kgf/mm² | 1400-1500 |
| Bøjningsstyrke | MPa | ≥700 |
| Trykstyrke | MPa | ≥2800 |
| Brudsejhed | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| Elasticitetsmodul | GPa | 310 |
| Poissons Ratio | – | |
| Termisk udvidelseskoefficient (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Termisk ledningsevne | W/(m·K) | 20 |
| Anbefalet maksimal driftstemperatur (luft) | °C | 1200 |
| Magnetisk permeabilitet | – | 0 (ikke-magnetisk) |
| Nominel diameter (mm) | Almindelige grader | Anvendelse |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Miniaturelejer |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Instrumentlejer |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Højhastigheds elektriske spindler |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Spindellejer til maskinværktøj |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Bilnavlejer |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Industrielle pumpelejer |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Store motorlejer |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Vindmøllelejer |
| 15.875（5/8″） | G16 | Tunge maskinlejer |
| 19.050（3/4″） | G16 | Lejer til mineudstyr |
| 25.400（1″） | G16 | Specialformåls store lejer |
Andre imperiale eller metriske størrelser kan fås efter anmodning.
| Grad | Variation af kuglediameter (Vdws) | Sfærisk fejl (Sfærisk afvigelse) | Overfladeruhed (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 |
Bemærk: Klasserne G3 til G5 er velegnede til ultrahøjhastigheds præcisionslejer; graderne G10 til G16 er egnede til generelle industrielle lejer; og grade G20 bruges til lavpræcisionsapplikationer.
1. Lav densitet (3,20 g/cm³) og lav centrifugalkraft reducerer markant belastningen fra valselementerne på ringene under højhastighedsdrift, hvilket muliggør højere maksimale driftshastigheder (op til 1,5 gange så høje som stålkuglelejer).
2. Ekstremt høj hårdhed (HV 1400–1500), fremragende slidstyrke, god dimensionsstabilitet og høj præcisionsfastholdelse efter langvarig drift.
3. Højt elastisk modul (ca. 310 GPa), høj stivhed og minimal deformation, hvilket gør den egnet til præcisionsspindler, der kræver høj stivhed.
4. Lav friktionskoefficient og gode selvsmørende egenskaber, der muliggør kortvarig drift med minimal eller ingen smøring.
5. Lav termisk udvidelseskoefficient (ca. 3,2×10⁻⁶ /K); minimal påvirkning af driftstemperaturstigning på lejeshøjde; fremragende termisk stabilitet.
6. Højtemperaturmodstand: Kan fungere stabilt i længere perioder ved temperaturer under 800°C, langt over grænsen for bærende stål (ca. 150°C).
7. Korrosionsbestandighed: Modstandsdygtig over for syrer, alkalier, havvand og forskellige kemiske medier; velegnet til korrosive miljøer som kemiske pumper og marine anvendelser.
8. Elektrisk isolering: Volumenresistivitet > 10¹⁴ Ω•cm; forhindrer effektivt elektroerosion (gnisterosion); velegnet til anvendelser som variabelfrekvensmotorer og jernbanetrafik.
9. Ikke-magnetisk: Forstyrrer ikke magnetisk følsomt udstyr, hvilket gør det velegnet til medicinske eller præcisionsinstrumenter som MR-maskiner og magnetiske levitationssystemer.
10. Lang træthedslevetid: I hybride keramiske lejer kan kontakttræthedslevetiden for siliciumnitrid-keramiske kugler være 3 til 5 gange så lang som stålkuglers.
1. Højhastigheds spindellejer til maskinværktøjer (elektriske spindler, graveringsspindler).
2. Lejer til komponenter og gyroskoper til rumfartsmotorer.
3. Turboladeren til biler, hjulnavslejer og drivmotorlejer til nye energikøretøjer.
4. Vindmøllens hovedaksellejer og yaw-lejer.
5. Lejer til kemiske pumper, korrosionsbestandige pumper og havvandspumper.
6. Lejer til vakuumudstyr (oliefri smøring).
7. Lejer til jernbanedrevne trækmotorer (anti-elektrisk erosion).
8. Lejer til halvlederudstyr og præcisionsinstrumenter (ikke-magnetiske, lavvibrations-udstyr).
9. Drivlejer til højtemperaturovne og varmebehandlingsudstyr.
