标准规范下载简介

GB／T 41490-2022 氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法.pdf简介：

GB/T 41490-2022 是中国国家标准，其全称为《氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法》，该标准主要针对氮化硅陶瓷材料在室温下进行滚动接触疲劳试验的测试方法进行了详细的规定。滚动接触疲劳试验是一种模拟实际工程应用中，如轴承、齿轮等部件在重复旋转和载荷作用下的性能测试。

球板法是其中一种常用的试验方法，它的工作原理是将氮化硅陶瓷试样安装在试验机上，试样的一端与一个固定球体接触，另一端则固定在固定板上。试验中，球体以一定的速度在试样上滚动，模拟实际工况下的滚动摩擦。通过测量在一定次数的滚动循环后，试样表面的磨损、裂纹或其他形式的损伤，评估其疲劳强度和耐磨性。

这个标准对于氮化硅陶瓷材料的制造商、用户以及科研机构来说，提供了一个统一的测试标准，以便于比较不同批次或型号的氮化硅陶瓷产品在滚动接触疲劳方面的性能，确保产品在实际应用中的可靠性。

GB／T 41490-2022 氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法.pdf部分内容预览：

本文件描述了在室温下对氮化硅陶瓷球逐步加载进行滚动接触疲劳试验的方法。 本文件适用于溶动体材料接触疲劳性能的评价，或为恒定载荷滚动接触疲劳试验确定试验载荷

GB/T414902022

通过测量平板表面最终失效的应力循环次数JC∕T 2555-2019 用于3D打印的木塑复合材料，确定在循环滚动接触应力（该应力是由氮化硅球通 旋转施加在平板上的）下平板的寿命。

试验机的结构应确保通过球产生的滚动接触应力能施加在平板表面，球在保持架内等距分布（见 图1）。球应随着单向旋转的角接触推力球轴承套圈在一个圆周上滚动旋转。 试验机结构示意图见图2。由加载杠杆末端的自重施加载荷。 试验机应配备自动关机装置，其中包括检测表面失效的装置、测试停止时能够获得旋转次数的装 置，以及由于停电或其他原因导致试验机停止后防止其自动重启的装置。 注1：宜根据球的直径和试验机的主轴来选择轴承套圈。 注2：保持架尺寸取决于轴承套圈、球的直径和球的数量，

图1球板法结构示意图

GB/T 414902022

的主% 生：试验裁衔可能由推 订佣定

样品为圆形或方形平面平板，厚度不宜小于3mm。平板上、下面的平行度公差在0.015mm以内， 表面粗糙度Ra应不大于0.1μm。 平板表面应抛光、光洁。测量厚度时，如在试验前测量平板中心周围的厚度，要避开预期的滚动接 触轨迹。

样品数量宜不少于5个。

样品数量宜不少于5个。

GB/T414902022

氮化硅轴承球宜用于测试制造轴承用的材料。选用符合GB/T308.22010规定的陶瓷球，宜选 用G5级或G3级。球应置于保持架中，以保持固定间距。球的直径和数量宜由试验方和委托方双方达 成一致。 注：在球平面的配置中通常使用三颗或六颗球

试验载荷应以固定的间隔逐级增加，如示意图3所示，直至最终失效。起始载荷和加载间隔宜由试 验方和委托方双方商定。 注1：某些种类的氮化硅陶瓷可能对载荷时间关系曲线表有一定的敏感性。启动载荷过低可能导致滚动接触疲劳 性能的高估。 注2：如果测试的目的是与恒定加载测试现有的测试数据进行比较，作为替代，试验可在恒定载荷下进行。

测试过程中样品和球应浸泡在润滑油中， 为使在部分或全部弹性流体动力润滑下保持接触，宜选择适当运动黏度的油。 注：为在部分或完全弹性流体动力润滑下能保持接触，宜选择运动黏度较高的油，如68mm²/s的石蜡油。

GB/T 414902022

GB/T 41490—2022

可以通过球的振动增加来检测样品表面的失效。测振装置宜安装在振动被机械放大的部件上，例 如加载杆的末端（见图2）。如果振动超过了设定的阙值，试验机应自动停止。 注：为避免噪声引起的自动关机，在每个加载步骤开始测试后，试验机振动的阔值范围可设置为振动信号水平的 2~3倍。

按公式（1)计算单球平均有效载荷Pm。从每次加载和每个载荷下的旋转次数开始计算，直至测

L一基本额定寿命； C基本额定动载荷，单位为牛顿(N)； P一一当量动载荷，单位为牛顿(N)。 注1：严格地说，每种轴承材料宜通过测试确定指数力。考虑到本文件的范围，即滚动接触疲劳性能的评价，可以为 力选择一个指定的值。 注2：力值可定为商用混合球轴承用轴承球的普遍接受值，可取值3。 注3：计算平均有效载荷的氮化硅力值的一般信息见附录B。

8.2平均有效机械输入

社算Q=P，载荷下球和样品之间的最大赫兹应

Pmax 最大赫兹应力，单位为帕斯卡(Pa)； Q—单球的载荷，单位为牛顿(N); 一接触圆的半径，单位为米（m）。 按公式(4)计算球和平板之间接触圆的半径a

3Q =2元a ·（3

式中： a—球和平板之间接触圆的半径，单位为米（m)； D—球的直径,单位为米(m); E1—球的弹性模量，单位为帕(Pa)； E2——平板的弹性模量，单位为帕(Pa)； e1——球的泊松比； E2平板的泊松比。 平均有效机械输人等于最大赫兹应力乘以应力循环次数N。，计算过程见公式(5）

N。一失效前总转数与球数乘积的一半。 注：平均有效机械输入的方程意味着：假设整个(Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的 周期的高载荷。

一失效前总转数与球数乘积的一半。 平均有效机械输入的方程意味着：假设整个（Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的材料能承受长 周期的高载荷。

球表面剥落可能会导致测试机器的自动停止。如在接触轨道上观察到表面损伤，如划痕，则应 试。如没有，更换剥落的球和润滑油，继续试验，

9.2以下为报告的可选项

a）试验设备的名称和型号； b）样品的添加剂种类与烧结方法； 测试样品的制样和加工条件； d）样品的力学性能，如弯曲强度、断裂韧性值等

附录A （资料性） 结构编号对照一览表

表A.1给出了本文件与ISO14628：2012结构编号对照一览表。

DG∕TJ08-606-2019 住宅区和住宅建筑通信配套工程技术标准附录A （资料性） 结构编号对照一览表

表A.1本文件与ISO14628:2012结构编号对照情况

GB/T41490—2022

本文件与ISO146282012结构编号对照情况（续

GB/T41490—2022

B.1计算平均有效载荷的氮化硅p值

实验测定了著名的Lundberg和Palmgren理论中定义的指数p。p值是载荷与应力循环关系中经 验拟合斜率的倒数（见图B.1）。对于氮化硅，没有普遍接受的力值，而3被认为是钢球的力值。然而， 已经进行了一些实验，来尝试确定这个参数，并且报道了氮化硅力值的平均值在5.0～5.5之间。

在球平板法实验中，球的运动涉及滑动。球与样品之间的磨损，受润滑条件的影响很大。本文件 浴润滑，在试验期间，将样品和球浸人相同的润滑油中。为防止第三个体颗粒磨损，宜更换球和 圈，每次试验前宜用丙酮超声波清洗试验夹具。

在将样品和球引人试验装置之前，应特别小心地处理样品和球DB21T 3101-2019标准下载，以减小他们之间固体接触造成表 的可能性。为了减少在滚动接触疲劳测试中可能导致球失效的加工缺陷，宜使用经过精加工的 混合轴承中相同的球。