As esferas de rolamento cerâmico de nitreto de silício são os elementos principais de rolamento dos rolamentos cerâmicos híbridos (anéis de aço do canal + esferas cerâmicas) e dos rolamentos cerâmicos completos.
Comparadas às esferas tradicionais de aço com rolamento, as esferas cerâmicas de nitreto de silício apresentam baixa densidade (apenas 40% do aço), alta dureza, alto módulo elástico e baixo coeficiente de atrito, além de excelente resistência à corrosão e desempenho em isolamento elétrico.
Sob condições adversas, como alta velocidade, alta temperatura, corrosão, falta de lubrificação e interferência magnética, bolas cerâmicas de nitreto de silício podem melhorar significativamente a velocidade limitante, a vida útil e a confiabilidade dos rolamentos.
| Item de teste | Unidade | Faixa de índice |
| Material | – | Si₃N₄ |
| Densidade | g/cm³ | 3.2 |
| Dureza Vickers (HV10) | KGF/mm² | 1400-1500 |
| Resistência à Flexão | MPa | ≥700 |
| Resistência à Compressão | MPa | ≥2800 |
| Tenacidade à Fratura | MPa·m¹/² | ≥6,5 |
| Módulo de elasticidade | GPa | 310 |
| Razão de Poisson | – | |
| Coeficiente de expansão térmica (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Condutividade Térmica | W/(m·K) | 20 |
| Temperatura máxima de operação recomendada (ar) | °C | 1200 |
| Permeabilidade magnética | – | 0 (não magnético) |
| Diâmetro nominal (mm) | Notas Comuns | Aplicação |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Rolamentos Miniatura |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Rolamentos de Instrumentos |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Fusos Elétricos de Alta Velocidade |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Rolamentos de Fuso de Máquina-Ferramenta |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Rolamentos de cubo automotivo |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Rolamentos de Bombas Industriais |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Rolamentos de Motor Grandes |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Rolamentos de turbina eólica |
| 15.875（5/8″） | G16 | Rolamentos para Máquinas de Serviço Pesado |
| 19.050（3/4″） | G16 | Rolamentos de Equipamentos de Mineração |
| 25.400（1″） | G16 | Rolamentos Grandes de Propósito Especial |
Outros tamanhos imperiais ou métricos estão disponíveis mediante solicitação.
| Grau | Variação do Diâmetro da Bola (Vdws) | Erro Esférico (Desvio Esférico) | Rugosidade da Superfície (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 |
Nota: As categorias G3 a G5 são adequadas para rolamentos de precisão ultra-rápidos; as classes G10 a G16 são adequadas para rolamentos industriais de uso geral; e a grade G20 é usada para aplicações de baixa precisão.
1. Baixa densidade (3,20 g/cm³) e baixa força centrífuga reduzem significativamente a carga exercida pelos elementos rolantes nos anéis durante a operação em alta velocidade, permitindo velocidades máximas de operação mais altas (até 1,5 vezes a dos rolamentos de esferas de aço).
2. Dureza extremamente alta (HV 1400–1500), excelente resistência ao desgaste, boa estabilidade dimensional e alta precisão de retenção após operação prolongada.
3. Alto módulo elástico (aprox. 310 GPa), alta rigidez e deformação mínima, tornando-o adequado para fusos de precisão que exigem alta rigidez.
4. Baixo coeficiente de atrito e boas propriedades autolubrificantes, permitindo operação de curto prazo com mínima ou nenhuma lubrificação.
5. Baixo coeficiente de expansão térmica (aprox. 3,2×10⁻⁶ /K); impacto mínimo do aumento da temperatura operacional na folga do rolamento; excelente estabilidade térmica.
6. Resistência a altas temperaturas: Pode operar de forma estável por longos períodos em temperaturas abaixo de 800°C, muito além do limite do aço de apoio (aproximadamente 150°C).
7. Resistência à corrosão: Resistente a ácidos, álcalis, água do mar e diversos meios químicos; adequado para ambientes corrosivos, como bombas químicas e aplicações marinhas.
8. Isolamento elétrico: resistividade volumétrica > 10¹⁴ Ω•cm; previne efetivamente a eletroerosão (erosão por faísca); adequado para aplicações como motores de frequência variável e transporte ferroviário.
9. Não magnético: Não interfere em equipamentos sensíveis ao magnetismo, tornando-o adequado para instrumentos médicos ou de precisão, como máquinas de ressonância magnética e sistemas de levitação magnética.
10. Longa vida de fadiga: Em rolamentos cerâmicos híbridos, a vida útil de fadiga de contato das bolas cerâmicas de nitreto de silício pode ser de 3 a 5 vezes maior que a das esferas de aço.
1. Rolamentos de fuso de máquina-ferramenta de alta velocidade (fusos elétricos, fusos de máquina de gravação).
2. Rolamentos para componentes de motores aeroespaciais e giroscópios.
3. Rolamentos de turbocompressores automotivos, rolamentos de cubo de roda e rolamentos de motor de tração para veículos de nova energia.
4. Rolamentos do eixo principal e de guinada da turbina eólica.
5. Rolamentos para bombas químicas, bombas resistentes à corrosão e bombas de água do mar.
6. Rolamentos para equipamentos a vácuo (lubrificação sem óleo).
7. Rolamentos para motores de tração ferroviária (erosão antielétrica).
8. Rolamentos para equipamentos semicondutores e instrumentos de precisão (não magnéticos, de baixa vibração).
9. Acionar rolamentos para fornos de alta temperatura e equipamentos de tratamento térmico.
