Silicio nitrido keramikos guoliai išlaiko labai mažą trintį – apie 0,05–0,15 koeficientą – net esant dideliam karščiui ir mechaninėms apkrovoms. Šie guoliai pranašesni už plieninius 40–60 procentų, kai greitis viršija 20 000 apsukų per minutę. Ypatingas ryšys tarp silicio ir azoto atomų padeda atsispirti dilimui dėl šiluminio plėtimosi, todėl šie guoliai gali sklandžiai veikti aukštesnėje kaip 800 laipsnių Celsijaus temperatūroje, nesusidėvėdami. Dėl šios stabilumo savybės įrenginiai, kuriuose jie naudojami, tikslumio velenėlių taikymuose suvartoja 12–18 procentų mažiau energijos. Be to, nekyla mikrosuvirinimo rizikos, kai staigiai keičiasi apkrova. Tai įvyksta todėl, kad medžiaga savaime tepa ir mažai reaguoja su kitomis paviršių medžiagomis, todėl ji yra idealiai tinkama reikalaujamoms pramonės aplinkoms, kur patikimumas yra svarbiausias.
Kai mašinos sukasi greičiau nei 250 000 apsukų per minutę, įprastuose metaliniuose guoliuose kažkas įdomaus nutinka su tepimo plėvelėmis. Centrifuginė jėga tiesiog pramuša šias plėveles, sukeliant tiesioginį metalo kontaktą, dėl kurio viskas greitai susidėvi. Būtent čia ypač pasireiškia silicio nitrido keramika, nes ji turi tris pagrindinius vienu metu veikiančius pranašumus. Pirma, jos paviršius traukia tepalus apie tris kartus geriau nei įprastas plienas. Antra, šios medžiagos daug geriau išlaiko aukštą temperatūrą, neleisdamos tepalams skilinėti net kai temperatūra pakyla virš 120 laipsnių Celsijaus. Trečia, jos yra žymiai standesnės už plieną – tamprumo modulis apie 50 % didesnis, todėl guolių bėgiai neprikinta po apkrova. Visi šie savybių deriniai palaiko itin ploną tepimo plėvelę, kartais vos 0,1 mikrometro storio. Tiems, kurie naudoja aukšto greičio apdirbimo centrus, tai reiškia, kad ašys gali veikti be pertraukos beveik 18 000 valandų iki techninės priežiūros. Tai maždaug tris kartus ilgiau nei tradiciniai plieniniai guoliai tarnautų panašiomis sąlygomis.
Silicono nitrido keraminiai guoliai pasižymi išskirtiniu atsparumu dilimui, nes sujungia keletą svarbių savybių vienu metu. Tarp jų – įspūdingas kietumas, viršijantis 1500 HV, geras lūžio atsparumas apie 6–7 MPa√m, taip pat puikus oksidacijai atsparumas net esant aukštai temperatūrai, siekiančiai 1000 °C. Kietumas padeda išvengti abrazyvinių pažeidimų ir paviršiaus pažeidimų, o lūžio atsparumas neleidžia įtrūkimams plisti veikiant pakartotinėms apkrovoms arba ūmiems smūgiams. Oksidacijos atsparumas išlaiko paviršių nepažeistą sunkiomis sąlygomis, kai yra tiek karštis, tiek cheminės medžiagos. Ši kombinacija leidžia jiems puikiai veikti tokiose vietose kaip cheminių medžiagų apdorojimo įranga ir pramoniniai krosnys, kur tradiciniai metaliniai guoliai tiesiog negali ilgai tarnauti, prieš sugedant. Realios aplinkos bandymai parodė, kad šie keraminiai guoliai patiria apie 60 procentų mažiau dilimo nei standartiniai plieniniai analogai, kas reiškia ilgesnį laiką tarp techninės priežiūros tikrinimų ir mažiau netikėtų stabdymų gamybos operacijose.
Si3N4 keraminiai guoliai gali kainuoti daugiau nei tradiciniai sprendimai, tačiau jie tarnauja tris kartus ilgiau tikslumo ašyse ir pavarų sistemose, kas ilgainiui reiškia tikras sutaupymo galimybes. Kas daro šias kermas tokias ypatingas? Jos yra labai kietos, atsparios įtrūkimams esant apkrovai ir geriau išlaiko temperatūrą nei plienas, besisukant aukštomis apsukomis, būdingomis šiuolaikinėms mašinoms. Ši kombinacija praktiškai neleidžia susidėvėjimo, kuris paprastai išveda iš rikiuotės metalinius guolius mėnesiais anksčiau numatyto laiko. Techninės priežiūros komandos pastebi mažiau gedimų ir rečiau tenka keisti guolius – tai per gamybos ciklus sudaro didelius kaštų sumažėjimus.
Per standartinį penkerių metų įrangos naudojimo ciklą įmonės pasiekia 55–70 % mažesnes bendras nuosavybės išlaidas – tai padaro Si₃N₄ strategine investicija operacijoms, kurios prioritetą teikia patikimumui, ilgesniam veikimui be pertraukų ir efektyvioms priežiūros išlaidoms.
Izoliuoto silicio nitrido (Si3N4) keramikos guoliai tapo būtini kosmoso turbomašinų taikymuose, tokiuose kaip reaktyvinių variklių pagalbinėse sistemose ir raketų kuro siurbliuose. Šie guoliai gali išlaikyti greitį, gerokai viršijantį 250 tūkst. apsukų per minutę vakuumo aplinkoje, kurioje tradiciniai plieniniai guoliai sugenda dėl šalto suvirinimo problemų. Tai, kad jie nėra metaliniai, reiškia, jog nebūna metalo prie metalo prilimimo problemų. Be to, šios medžiagos išlaiko savo formą net esant ekstremaliai aukštai temperatūrai, viršijančia 1200 laipsnių Celsijaus, todėl užtikrinamas sklandus veikimas. Sverdami maždaug 40 % mažiau nei jų plieniniai atitikmenys, sumažėjęs masė žymiai sumažina svorio jėgas, veikiančias komponentus. Tai padeda išvengti komponentų deformacijos ir išlaikyti tinkamą rotoriaus elgseną, kuri yra absoliučiai būtina sėkmingoms misijoms kosmose arba aukštos altitudės operacijose.
Silicono nitrido (Si3N4) guoliai MRT ir KT aparatuose padeda sumažinti vaizdo iškraipymą, kurį sukelia vibracijos, dėka pastovių medžiagos savybių ir itin lygių paviršių, kurių šiurkštumas mažesnis nei 0,05 mikrono. Šie guoliai sukasi žymiai sklandžiau ir tyliau lyginant su tradiciniais metaliniais variantais. Kita didelė nauda? Jie yra elektroizoliuojantys, todėl neleidžia vargančioms sūkurinėms srovėms trikdyti magnetinių laukų. Be to, ši izoliacija apsaugo elektrinių automobilių variklius nuo elektrolitinės korozijos, kurią sukelia sklaidytos srovės. Komponentai tarnauja apie tris kartus ilgiau, naudojant šiuos guolius. Taip pat slopinamas elektromagnetinis trikdžiai, o aukštos kokybės elektrinių automobilių variklių sistemose girdimas pastebimai mažesnis triukšmas. Tai reiškia geresnius diagnostikos rezultatus medicininėje vaizdavimo aparatūroje, tuo pat metu keleiviai mėgaujasi tylesniu važiavimu, visiškai neprarandant galios išvesties.
EN
