[00974629]氮化硅陶瓷滚动体研究

主要内容简介：该项目的研究对象是用于涡桨6发动机的主轴轴承，该轴承的工作DN值1×10<'6>，工作温度达250℃。该轴承的国内产品使用寿命较低，直接影响了W6发动机性能的提高，研制出的32916组合陶瓷滚子轴承，在航空轴承试验台上成功地进行了高速强化试验，取得了满意的效果。2、目前达到的水平及成熟程度：32916组合陶瓷滚子轴承在航空轴承高速试验台上成功地进行了等效强化寿命试验和断油试验，在转速12300r/min，载荷强化系数2.5的条件下，稳定运转2.5小时，计算所得等效寿命相当于同型号钢制轴承在工作载荷下的1.5倍，四次切断润滑各30秒，试验陶瓷轴承外圈的温升只有同型号钢制轴承的1/5～1/10。航空专家认为，该试验陶瓷轴承已具备在地面燃气涡轮发动机中考核试用的条件。其突出优点是重量轻，比重3.24g/cm<'3>。，只有钢制滚动体重量的2/5，减少了轴承在高速运转下的离心力；有自润滑能力，在短时断油情况下还能正常工作。3、该项目的国内外现状：陶瓷轴承在国外的研究已有30余年的历史，目前，民用陶瓷轴承已进入产业化发展阶段，已形成系列产品和专门的销售市场。在一些尖端军事装备中也已开始用陶瓷轴承代替部分钢制轴承。中国对陶瓷轴承的研究起步较晚，八十年代初洛阳轴承研究所曾经研制过用于腐蚀性介质中的陶瓷滑动轴承。八十年代中，由山东陶瓷研究所、北京建材设计院和洛阳轴承研究所共同在建材部立项、研究精密机床用的高速陶瓷球轴承，国内一些单位近年来也开始研究陶瓷轴承，但都局限于民用陶瓷轴承，而且都是陶瓷球轴承。技术可行性分析：1、主要技术经济指标：1)陶瓷滚子材料的性能(达到了国外水平)：三点抗弯强度σ<,bb>800MPa；断裂韧性K<,1c>8～1OMPa·√m；密度3.19g/cm<'3>；硬度92～93HRA。2)由陶瓷滚动体与钢制套圈装成的组合轴承的寿命超过现有国产钢制轴承的水平。2、应用范围及目前应用状况和效果：1995年3月～10月，对用氮化硅陶瓷滚子和钢套圈组装成的32916陶瓷轴承进行了3次高速台架试验，试验结果表明：①陶瓷轴承在高温下的耐磨性比钢轴承好得多；②陶瓷轴承的发热小、温升低；③组合陶瓷轴承在少油和短时断油情况下还能正常工作；④32196陶瓷轴承在工作载荷3000N，转速12300r/min下，可靠度为0.993时的预期寿命为1000小时，在航空发动机这样的高速、轻载条件下，32196陶瓷轴承的疲劳寿命是同型号钢制轴承的3.03倍。5、实施项目条件：(1)厂房面积：300m<'2>。(2)配套的主要生产设备：冷等静压机、压力机、气压烧结炉(最高温度2000℃)。(3)用电用水情况：用电，100kVA；用水，水压0.2MPa。(4)生产人员：5人/班。(5)主要原材料名称及来源：Si<,3>N<,4>粉，外购。(6)年生产能力：2000套轴承滚动体/年。(7)生产所需投入资金及流动资金：如果有烧结炉和主要加工手段，则需投入20～50万元资金(购买辅助设备)，流动资金10万元。(8)投产所需时间：视单位的现有条件而定，如果主要设备都有，试生产所需时间1年。(9)可以转让推广的地区及每个地区转让推广企业数量：目前，生产陶瓷滚动体成本高，主要用于一般钢制滚子难于胜任的工作条件下和产品要求加工精度高的轴承。(10)是否会对环境造成危害：不会。6、学校承接任务后3个月内，可以提交总体方案，12个月内完成整个合同任务。产品需求和市场预测：产品成本高，主要用于钢制轴承不能胜任的苛刻条件，如首先用在航空航天部门地面设备上的轻荷、高速轴承。经济效益分析：1、成本：(1)原材料成本：3元/颗。(2)综合成本：130元/颗。2、售价：(1)售价：200元/颗。(2)年产值：880万元。(3)年利税：240万元。服务方式：提供图纸(配方)，指导生产，培训生产人员。独家转让，转让费30万元；多家转让，转让费12万元。