氮化硅结合碳化硅轴承球的技术开发及规模化生产

需求的背景和应用场景

在现代制造业中，高性能轴承作为机械设备的关键部件，其质量和性能直接影响着设备的运行效率、精度及寿命。特别是随着航空航天、精密机床、高速列车等领域的快速发展，对轴承材料的耐高温、耐磨损、耐腐蚀及高稳定性等性能提出了更高要求。传统金属轴承球在某些极端工况下已难以满足需求，而氮化硅结合碳化硅（SI3N4-SIC）材料因其优异的物理和化学性质，如高硬度、高耐磨性、低摩擦系数及良好的热稳定性，成为替代传统材料的重要选择。然而，目前SI3N4-SIC轴承球的制备工艺尚不成熟，存在生产效率低、产品合格率低及性能不稳定等问题，严重制约了其在高端制造业中的广泛应用。因此，开发出稳定成熟的SI3N4-SIC轴承球制备工艺路线，并实现规模化生产，对于提升我国高端轴承制造业的技术水平，满足行业对高性能轴承的迫切需求具有重要意义。

要解决的关键技术问题

1. 稳定成熟的制备工艺路线开发：需深入研究SI3N4与SIC的材料特性，探索两者之间的最佳结合方式及工艺参数，包括原料选择、成型技术、烧结工艺及后续处理等关键环节，以形成稳定可靠的制备工艺路线。
2. 中试规模生产及合格率提升：在小批量试验基础上，优化生产工艺，解决生产过程中的技术瓶颈，如减少裂纹、控制尺寸精度及提高表面质量等，确保产品合格率能达到90%以上，为实现规模化生产奠定坚实基础。
3. 产品性能指标优化：通过材料设计与工艺优化，使SI3N4-SIC轴承球的硬度、密度、耐磨性、抗腐蚀性及热稳定性等关键性能指标达到或超过国际先进水平，满足高端制造业对高性能轴承球的严格要求。

效果要求

1. 技术效益：成功开发出稳定成熟的SI3N4-SIC轴承球制备工艺，填补国内相关技术空白，提升我国轴承制造业的技术创新能力。
2. 经济效益：实现SI3N4-SIC轴承球的规模化生产，降低生产成本，提高产品合格率，增强市场竞争力，为企业带来显著的经济效益。
3. 竞争优势：产品性能达到或超过国际技术水平，满足高端制造业对高性能轴承球的迫切需求，提升我国轴承产品在国际市场上的竞争力。
4. 创新性：通过技术创新，解决SI3N4-SIC轴承球制备过程中的关键技术难题，形成具有自主知识产权的核心技术，推动轴承制造业的技术进步和产业升级。