Cuscinetti ceramici per alte e altissime temperature

I cuscinetti ceramici alta velocità  per alte e altissime temperature sono necessari in tutti quegli ambienti in cui la temperatura supera i 120 gradi. Se stai cercando il materiale migliore per cuscinetti a sfera per alta temperatura o cuscinetti bonderizzati l’articolo qui sotto può certamente aiutarti.

Nei macchinari che devono operare in ambienti ad alta o altissima temperatura, come, ad esempio, forni per siderurgia, forni per trattamenti termici o forni alimentari, la scelta del tipo di cuscinetto e della appropriata lubrificazione sono di fondamentale importanza e criticità.

I normali cuscinetti in acciaio possono operare fino a temperature di 120°C. A temperature superiori è necessario che gli anelli dei cuscinetti siano sottoposti ad uno speciale trattamento termico che riduce, però, la durezza dell’acciaio e la capacità di carico del cuscinetto. Normalmente, ai codici dei cuscinetti vengono aggiunti dei suffissi che permettono di individuare la massima temperatura di esercizio, per esempio:

Il suffisso S0 viene omesso dal codice dei cuscinetti perché rappresenta la fornitura standard. Gli altri suffissi comportano che il cuscinetto non sia più uno standard e, quindi, si possono incontrare sia difficoltà di approvvigionamento che costi elevati.

È da notare che le temperature indicate sono le massime temperature di esercizio, non le temperature ambiente in cui il cuscinetto deve operare. Queste ultime, infatti, dovranno essere inferiori per tenere conto del fatto che durante l’esercizio il cuscinetto aumenta la sua temperatura per gli attriti interni.

Anche il lubrificante dovrà essere adeguato al livello di temperatura richiesto in modo che mantenga le sue caratteristiche tribologiche alle temperature più elevate. All’aumentare della temperatura massima, però, questi lubrificanti diventano sempre più speciali e costosi.

Infine, ultimo aspetto ma non meno importante degli altri, i cuscinetti stabilizzati per alte temperature presentano capacità di carico che possono essere drasticamente inferiori a quelle del cuscinetto standard.

Il sogno di tutti i progettisti sarebbe di poter avere un cuscinetto che possa operare in un range di temperatura elevato senza dover ricorrere a speciali trattamenti, ossia che rimanga uno standard, e che possa lavorare anche senza lubrificazione.

I cuscinetti totalmente ceramici a pieno riempimento sono la realizzazione di questo sogno.

Questi cuscinetti, infatti, hanno le seguenti caratteristiche.

1. Sono realizzati con materiali aventi una resistenza alla temperatura tra le più alte conosciute. L’Ossido di Zirconio (ZrO₂) può operare fino a 500°C; il Nitruro di Silicio (Si₃N₄) fino a 900°C mentre il Carburo di Silicio (SiC) ha una temperatura massima di utilizzo di 1400°C.
2. Il coefficiente di attrito radente dei materiali ceramici è inferiore a quello degli acciai determinando una minore generazione di calore; in sostanza la temperatura ambiente massima accettabile è più alta perché minore è la generazione di calore del cuscinetto.
3. I materiali ceramici sono più duri degli acciai e, quindi, l’area di contatto tra corpo volvente e pista di rotolamento è più piccola di quella che si verifica nei cuscinetti in acciaio. Poiché la generazione di calore per attrito dipende dalla dimensione dell’area di contatto, minore è l’area e minore è la generazione di calore permettendo, quindi, temperature ambiente più elevate.
4. I materiali ceramici possono operare senza lubrificazione risolvendo, quindi il problema del reperimento di grassi speciali per il funzionamento a temperature elevate.
5. La costruzione a pieno riempimento permette di eliminare qualunque tipo di materiale estraneo massimizzando le capacità termiche dei materiali ceramici.