Qu’est-ce qu’un roulement en céramique ?
Les roulements en céramique sont des roulements dont le matériau est la céramique. Les roulements en céramique les rendent plus légers que les roulements en métal.
Ils sont également plus résistants à la corrosion et à l’usure que les roulements métalliques. Les roulements en céramique sont donc utilisés dans les environnements corrosifs et les atmosphères électromagnétiques.
Utilisations des roulements en céramique
Les roulements en céramique sont largement utilisés dans les produits de consommation. Les réfrigérateurs, les machines à laver et les aspirateurs en sont des exemples typiques. Les équipements à proximité des aliments ou du corps humain peuvent utiliser des roulements en céramique pour des raisons d’hygiène.
Dans les utilisations industrielles, ils sont utilisés dans les salles blanches, les environnements sous vide, les environnements à haute température et sous l’eau. En raison de leur résistance aux températures élevées et à l’usure, ils conviennent aux équipements situés dans les environnements susmentionnés. Voici quelques exemples d’utilisations industrielles :
- Équipements de production alimentaire et pharmaceutique.
- Sections de paliers dans les générateurs et les turbines.
- Pompes de transport de carburant liquide.
- Équipements de fabrication de semi-conducteurs et équipements de l’industrie spatiale.
- Équipements d’inspection et machines-outils.
Principe des roulements en céramique
Les céramiques sont des composés inorganiques synthétisés en combinant des éléments métalliques et non métalliques. La combinaison d’éléments métalliques et non métalliques la rend légère et résistante à la corrosion et aux températures élevées. Elle est également dure et résistante à l’usure.
Les roulements en céramique peuvent être utilisés dans des environnements difficiles car le matériau est de la céramique. Comme les propriétés varient en fonction du type et du rapport de mélange des éléments combinés, il existe une large gamme de roulements en céramique pour différents usages.
Les paliers en résine, les paliers en acier inoxydable et les paliers en uréthane sont d’autres matériaux spéciaux. Chacun de ces matériaux est utilisé pour des utilisations différentes.
Autres informations sur les roulements en céramique
1. Roulements en céramique durée de vie
Les roulements en céramique sont généralement fabriqués en nitrure de silicium, qui se caractérise par une plus grande rigidité que l’acier chromé à haute teneur en carbone, le matériau utilisé dans les roulements métalliques. Il en résulte des contraintes de contact plus élevées et la différence de rigidité due au matériau ne se traduit pas simplement par une différence de durée de vie.
Bien que la capacité de charge des roulements en céramique soit spécifiée comme étant équivalente à celle des roulements en métal, les essais de durée de vie ont montré que la durée de vie des roulements en céramique est égale ou supérieure à celle des roulements en métal. Par conséquent, la durée de vie tend à être plus longue que la valeur calculée. L’écaillage dû à la fatigue se produit dans les roulements qui ont atteint la fin de leur durée de vie de la même manière que dans les roulements métalliques.
De plus, le nitrure de silicium a une masse deux fois moins importante que l’acier à roulements à haute teneur en carbone et en chrome. Par conséquent, les forces centrifuges pendant la rotation sont faibles, la production de chaleur est réduite et la déformation thermique est négligeable. Lorsqu’ils tournent à des vitesses élevées et à des températures élevées, ils présentent de meilleures propriétés que les roulements métalliques.
2. Précision des roulements en céramique
Les degrés de précision des roulements sont également utilisés pour la précision des roulements en céramique. Techniquement, il est possible de fabriquer des produits de qualité ISO 3 ou supérieure, mais cela coûte cher : la qualité ISO 3 est une ultra-haute précision avec un diamètre de 12,7 mm ou moins, une variation de diamètre et une sphéricité inférieures à 0,08 µm. Ils sont donc utilisés dans des utilisations spéciales telles que les broches à ultra-haute vitesse et à haute précision avec des vitesses de rotation de 100 000 tours/minute et plus.
De plus, les roulements en céramique présentent moins de dilatation et de déformation thermique que les roulements en métal, ce qui leur permet de conserver leur précision même à des températures élevées. Ils conviennent donc à une utilisation dans des environnements à haute température.
La précision de rotation des roulements dépend de la précision du roulement lui-même, mais le logement et l’arbre rotatif ont une influence beaucoup plus importante. Outre l’utilisation de roulements de haute précision, les pièces entourant le roulement doivent également être usinées avec une grande précision. Comme la précision dépend également de l’assemblage, les équipements rotatifs de haute précision requièrent des techniques d’assemblage qualifiées.