Un état de lubrification correspondant est un facteur externe décisif qui influence le cycle de service total et la stabilité de fonctionnement des roulements assemblés avec des billes de nitrure de silicium. De nombreux cas de défaillance prématurée de roulements hybrides en nitrure de silicium ne sont pas causés par un défaut de matériau en soi, mais par un choix déraisonnable de lubrifiant, une alimentation en huile insuffisante ou une gestion de la lubrification détériorée. Comprendre la règle d’interaction entre la lubrification et les billes de nitrure de silicium aide les entreprises à formuler une stratégie de maintenance scientifique pour maximiser la valeur des composants.
Dans un état de lubrification hydrodynamique adéquat, un film d’huile complet se forme entre la surface de la bille de nitrure de silicium et le roulement en acier portant, séparant complètement deux surfaces de contact pour éliminer l’usure directe par frottement métal-céramique. Cet état idéal minimise le risque de fatigue de surface, contrôle l’augmentation de la température de fonctionnement et permet aux billes de nitrure de silicium d’exercer tous les avantages de résistance à l’usure et de longue durée de vie. Les roulements de broche à grande vitesse et les roulements de moteur dépendent de la lubrification d’huile en circulation continue pour maintenir l’épaisseur stable du film d’huile tout le temps.
La lubrification à la graisse est largement adoptée pour les roulements scellés à vitesse moyenne et à charge moyenne. Les utilisateurs doivent choisir une graisse spéciale formulée pour les paires de frottement en céramique et en acier au lieu d’une graisse d’usage général. Graisse ordinaire contenant un excès de soufre et de chlore les additifs de pression extrême peuvent induire la corrosion chimique sur la surface de contact de nitrure de silicium sous pression de contact élevée, générant des piqûres de surface et des micro-écaillages. La graisse de base synthétique adaptée à la céramique maintient une compatibilité chimique stable avec les billes de nitrure de silicium et prolonge considérablement le cycle de service des paliers.
Une lubrification insuffisante entraîne une lubrification des limites ou un mode de frottement sec, ce qui déclenche un crampon de température local rapide au point de contact. Bien que le nitrure de silicium possède une résistance à haute température, une chaleur instantanée excessive décompose le lubrifiant résiduel, forme un dépôt de carbone sur la surface sphérique et produit une source de fissure micro thermique, se propageant graduellement dans des dommages visibles de pelage sous la charge cyclique. L’équipement en mode de fonctionnement intermittent a besoin d’un réapprovisionnement en graisse programmé pour éviter les risques d’épuisement d’huile.
Le lubrifiant contaminé mélangé à de la poussière abrasive métallique, des particules de sable et de l’humidité apporte l’usure abrasive et risque de corrosion. Les particules d’impureté dures suspendues à l’intérieur de l’huile de lubrification sont pressés entre les billes de nitrure de silicium et le chemin de roulement, rayant la surface polie et détruisant la précision de sphéricité. L’inspection régulière de l’échantillonnage d’huile, le remplacement de l’élément filtrant et l’arrangement du cycle de changement d’huile protègent efficacement les billes de nitrure de silicium contre les dommages abrasifs causés par le milieu de lubrification sale.
L’environnement à basse température nécessite un lubrifiant antigel à faible viscosité pour empêcher l’épaississement de la graisse et la rupture du film d’huile. La configuration de lubrification classifiée raisonnable correspondant à la vitesse de travail, à la température, à la charge et à l’environnement moyen peut doubler ou tripler la durée de vie réelle des roulements à billes de nitrure de silicium, ce qui réduit fondamentalement le coût global de fonctionnement de l’équipement.
