Las bolas de rodamientos cerámicos de nitruro de silicio son los elementos rodantes principales de los rodamientos cerámicos híbridos (anillos de circuito de acero + bolas cerámicas) y de los rodamientos cerámicos completos.
En comparación con las bolas tradicionales de acero con rodamiento, las bolas cerámicas de nitruro de silicio presentan baja densidad (solo el 40% del acero), alta dureza, alto módulo elástico y bajo coeficiente de fricción, además de una excelente resistencia a la corrosión y un rendimiento de aislamiento eléctrico.
En condiciones duras como alta velocidad, alta temperatura, corrosión, falta de lubricación e interferencias magnéticas, las bolas cerámicas de nitruro de silicio pueden mejorar significativamente la velocidad límite, la vida útil y la fiabilidad de los rodamientos.
| Ítem de prueba | Unidad | Rango de índices |
| Material | – | Si₃N₄ |
| Densidad | g/cm³ | 3.2 |
| Dureza Vickers (HV10) | KGF/mm² | 1400-1500 |
| Resistencia a la flexión | MPa | ≥700 |
| Resistencia a la compresión | MPa | ≥2800 |
| Tenacidad a la fractura | MPa·m¹/² | ≥6.5 |
| Módulo de elasticidad | GPa | 310 |
| Ratio de Poisson | – | |
| Coeficiente de expansión térmica (20–800°C) | ×10⁻⁶ /K | 3.2 |
| Conductividad térmica | W/(m·K) | 20 |
| Temperatura máxima de funcionamiento recomendada (aire) | °C | 1200 |
| Permeabilidad magnética | – | 0 (no magnético) |
| Diámetro nominal (mm) | Grados comunes | Aplicación |
| 1.588（1/16″） | G3、G5 | Rodamientos en miniatura |
| 2.381（3/32″） | G3、G5 | Rodamientos de instrumentos |
| 3.175（1/8″） | G3、G5 | Husillos eléctricos de alta velocidad |
| 4.762（3/16″） | G5、G10 | Rodamientos de husillo para máquina herramienta |
| 6.350（1/4″） | G5、G10 | Rodamientos de buje automotrices |
| 7.938（5/16″） | G5、G10 | Rodamientos de bombas industriales |
| 9.525（3/8″） | G10、G16 | Rodamientos de motor grande |
| 12.700（1/2″） | G10、G16 | Rodamientos de turbina eólica |
| 15.875（5/8″） | G16 | Rodamientos para maquinaria de gran resistencia |
| 19.050（3/4″） | G16 | Rodamientos de equipos mineros |
| 25.400（1″） | G16 | Rodamientos grandes de propósito especial |
Existen otros tamaños imperiales o métricos disponibles bajo solicitud.
| Grado | Variación del diámetro de la bola (Vdws) | Error esférico (desviación esférica) | Rugosidad superficial (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: Las categorías G3 a G5 son adecuadas para rodamientos de ultra alta velocidad de precisión; las gradas G10 a G16 son adecuadas para rodamientos industriales de uso general; y la categoría G20 se utiliza para aplicaciones de baja precisión.
1. Baja densidad (3,20 g/cm³) y baja fuerza centrífuga reducen significativamente la carga ejercida por los elementos laminantes sobre los anillos durante el funcionamiento a alta velocidad, permitiendo velocidades máximas de funcionamiento más altas (hasta 1,5 veces las de los rodamientos de bolas de acero).
2. Dureza extremadamente alta (HV 1400–1500), excelente resistencia al desgaste, buena estabilidad dimensional y alta precisión de retención tras una operación prolongada.
3. Alto módulo elástico (aprox. 310 GPa), alta rigidez y mínima deformación, lo que la hace adecuada para husillos de precisión que requieren alta rigidez.
4. Bajo coeficiente de fricción y buenas propiedades autolubricadoras, lo que permite un funcionamiento a corto plazo con mínima o ninguna lubricación.
5. Bajo coeficiente de dilatación térmica (aprox. 3,2×10⁻⁶ /K); impacto mínimo del aumento de temperatura de funcionamiento en la holgura del rodamiento; excelente estabilidad térmica.
6. Resistencia a altas temperaturas: Puede funcionar de forma estable durante largos periodos a temperaturas inferiores a 800°C, superando con creces el límite del acero de soporte (aproximadamente 150°C).
7. Resistencia a la corrosión: Resistente a ácidos, álcalis, agua de mar y diversos medios químicos; adecuada para ambientes corrosivos como bombas químicas y aplicaciones marinas.
8. Aislamiento eléctrico: resistividad volumétrica > 10¹⁴ Ω•cm; previene eficazmente la electroerosión (erosión por chispa); adecuado para aplicaciones como motores de frecuencia variable y transporte ferroviario.
9. No magnético: No interfiere con equipos sensibles a la sensibilidad magnética, lo que lo hace adecuado para instrumentos médicos o de precisión como máquinas de resonancia magnética y sistemas de levitación magnética.
10. Larga vida de fatiga: En rodamientos cerámicos híbridos, la vida útil por fatiga de contacto de las bolas cerámicas de nitruro de silicio puede ser de 3 a 5 veces la de las bolas de acero.
1. Rodamientos de husillo de máquina herramienta de alta velocidad (husillos eléctricos, husillos para grabados).
2. Rodamientos para componentes de motores aeroespaciales y giroscopios.
3. Rodamientos de turbocompresores para automóviles, rodamientos de cubo de rueda y rodamientos de motor de transmisión para vehículos de nueva energía.
4. Rodamientos del eje principal y rodamientos de guiñada de la turbina eólica.
5. Rodamientos para bombas químicas, bombas resistentes a la corrosión y bombas de agua de mar.
6. Rodamientos para equipos de vacío (lubricación sin aceite).
7. Rodamientos para motores de tracción ferroviarios (erosión antieléctrica).
8. Rodamientos para equipos de semiconductores e instrumentos de precisión (no magnéticos, de baja vibración).
9. Rodamientos de accionamiento para hornos de alta temperatura y equipos de tratamiento térmico.
