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製品情報

ベアリングボール(Si3N4
〜高性能ベアリングを支えるセラミックボール〜

SiNベアリングボール

概要

東芝マテリアルでは、高強度、高剛性、耐摩耗性など優れた機械的特性をもつ窒化ケイ素(Si3N4)セラミックスを各種構造部品として販売しております。特に、高性能ベアリングの実現に欠かせない部材であり、多方面の軸受に適用されております。

特長

  • 高強度
  • 優れた耐摩耗性
  • 高剛性
  • 優れた耐食性
  • 高絶縁性

用途

要求機能 実施例
高速 工作機械,ターボチャージャー,HDDスピンドルモーター(耐磨耗)
腐食 化学プラント,半導体製造装置(耐酸、耐アルカリ)
高熱 熱処理炉(耐熱)
高真空 ターボ分子ポンプ(低粉塵)
高絶縁 発電機、モーター(電食対策)
極低温 スペースシャトル用ターボーポンプ(耐液体酸素、水素)

用途例 1) スペースシャトル用ターボポンプに搭載

スペースシャトル用セラミックス材料(ボール、ローラ)としてTSN-03材が唯一の認定材料

スペースシャトル用

用途例 2) 風力発電機

風力発電機モーター用の軸受けに電食対策として使用

風力発電

用途例 3) スピードレースカー用

スピードレースカー用の車輪にセラミックベアリング搭載。高接触応力に耐え、優れたパフォーマンスを発揮して、記録破りの速度走行マッハ1を達成。
2002年からF1カー用ベアリングとしても実績あり。

スピードレースカー

材料クラス別の特性表

特性 方法 単位 材料クラス 標準材
TSN-03
汎用材
TSN-23
I
曲げ強度 3点曲げ・平均値
(スパン30mm)
MPa ≧920 ≧825 ≧625 1100 1000
ワイブル係数   ≧12 ≧9 ≧7 15 12
ビッカース硬さ HV20kg   ≧1460 ≧1360 ≧1300 1500 1500
破壊靭性値 IF法 MPa√m ≧6.0 ≧5.0 ≧5.0 7.0 5.9
ポアサイズ SEM μm ≦10 ≦10 ≦25 <1 <1

引用:ASTM
注)代表値であり、保障値ではありません。

軸受鋼ベアリングとの特性比較

項目    単位    窒化けい素 高炭素クロム
軸受鋼
セラミックベアリングの特長
耐熱性 800 180 高温化で高負荷能力を維持
密度 Mg/㎥ 3.24 7.8 転動体(玉または、ころ)の遠心力を低減→寿命向上、昇温防止
熱膨張係数 x10-6K 3.0 12.5 昇温による内部すきまの変化が少→振動防止、予圧量の変化が小
硬度 HV 1500 750 転がり接触部の変形が小→高剛性
ヤング率 GPa 308 208
ポアソン比   0.29 0.3
耐食性   不良 酸 アルカリ溶液中などの特殊環境下での使用が可能
磁性   非磁性体 強磁性体 強磁場内で磁化により生じる回転変動が小
熱伝導   絶縁体 伝導体 電食を防止(発電機、モータ用など)
素材の結合状態   共有結合 金属結合 油膜切れによる接触部の凝着が小

FAQ

窒化ケイ素ファインセラミックスに関するFAQ

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