질화규소 베어링 재료

전문가 제언

○ 세라믹 베어링은 전체 세라믹형과 세라믹 볼과 베어링강 내외륜으로 이루어진 하이브리드형으로 구별된다. 하이브리드용 볼에는 Si3N4, SiC Al2O3 세라믹스가 사용된다. 특히 종래 베어링용 강보다 우수한 특성을 가진 질화규소(Si3N4) 세라믹스를 이용한 베어링 개발과 실용화가 진행되고 있다.

○ 질화규소(Si3N4)는 절삭공구, 베어링, 다이스 등의 내마모 부품, 자동차용 기계부품, 내화물 등의 내열부품 등에 이용되며 그 용도가 다양하다. 최근에는 반도체 기판이나 형광체에 활용되기도 한다. 또 휘스커(whisker)상으로 만들어 고분자 기지 복합재료를 만드는데 사용된다.

○ Si3N4-Y2O3-Al2O3계에 TiO2를 첨가한 성형체를 소성하는 경우 저온에서 치밀화가 촉진되어 피로강도가 향상되었다. TiO2는 저온에서 질화하여 TiN으로 변하고 치밀화에 기여한다. 최종적으로 소결체의 미세구조는 -사이알론 결정립과 Y-Al-Si-O-N계 유리입계상이 되며 TiN 결정립은 입계에 편석 하여 존재하고 있다. 여기서는 나노 TiO2 입자를 균일하게 분산시키는 것이 중요한 기술이다.

○ 세라믹 베어링 개발에는 중요한 요소기술로서 베어링 설계기술, 세라믹 소재 제조기술, 하우징(내륜, 외륜) 및 볼을 정밀하게 가공하는 기술이다. 국내의 경우 가공기술을 어느 정도 확립되어 있으나, 비산화물계 세라믹 제조기술은 미흡한 실정이다. 베어링용 세라믹 소재는 대부분 수입에 의존하고 있으며, 일부 KOPECO나 BKD 등에서 세라믹 베어링을 판매하고 있다.

○ 국내의 경우 구조용 세라믹스는 제품개발이 활성화되지 못하고 있어 시장도 빈약한 실정이다. 그러나 세라믹기술원, 한국기계연구원이나 일부 대학에서만 연구가 진행되고 있다. 또 대구텍(구, 대한중석), 쌍용머터리얼, 한국야금 등에서 절삭공구에 대한 제품을 생산하고 있다. 그러나 전반적으로 연구나 시장이 침체되어 있어 이에 대한 관심과 연구자들의 분발을 기대한다.

저자

Junichi Tatami

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

47(1)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

20~24

분석자

김*환

분석물

• 질화규소 베어링 재료.pdf [312,024 byte]

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