近十年來，在高速機(jī)構(gòu)中成功地應(yīng)用了一種由氮化硅陶瓷滾球和鋼的軸承環(huán)組成的混合球軸承。使用氮化硅陶瓷滾球的好處是幾乎不需要潤滑油。因?yàn)榈璞砻娼?jīng)拋光處理可以得到很好的表面質(zhì)量。這就引發(fā)了將這種陶瓷材料來制作軋輥的意向。當(dāng)陶瓷材料應(yīng)用于機(jī)械部件或加工工具時，通常要擔(dān)心的是這種非金屬材料的強(qiáng)度的可靠性。本研究考察的就是氮化硅軋輥用于軋制加工時的強(qiáng)度的可靠性，以及一些摩擦學(xué)方面的特性，如軋輥表面形貌（包括表面波形和粗糙度）在軋件上的復(fù)制。因?yàn)槔滠埍“搴途€材的表面質(zhì)量是決定最終產(chǎn)品性能的重要質(zhì)量指標(biāo)。這些產(chǎn)品的表面質(zhì)量又取決于軋輥的表面質(zhì)量。為滿足一些冷軋產(chǎn)品的要求往往要對軋輥表面進(jìn)行相應(yīng)的處理。


　　試驗(yàn)在冷連軋機(jī)上進(jìn)行，軋制過程由四道次組成，每道次采用一對軋輥，最后一對是氮化硅軋輥。它是用氮化硅輥環(huán)安裝在鋼的支承軸上而形成的。輥環(huán)是由Si3N4粉末以及一些粘結(jié)劑、燒結(jié)添加劑組成的。首先用冷等靜壓方法壓制成坯，再進(jìn)行氣壓燒結(jié)，然后對其內(nèi)外表面進(jìn)行磨削。最后用壓機(jī)壓到鋼軸上去。加工后的輥環(huán)尺寸為Φ150/Φ130×100mm。軋制材料是圓斷面的奧氏體不銹鋼線材，軋前進(jìn)行退火和酸洗處理，屈服強(qiáng)度為300～450N/mm2。


　　試驗(yàn)結(jié)果表明，燒結(jié)的氮化硅軋輥的強(qiáng)度對于小斷面奧氏體不銹鋼線材的冷軋是足夠的。光滑氮化硅軋輥表面復(fù)制在軋件上后的粗糙度情況是，對于Ra（輪廓算術(shù)平均偏差）而言，約為60nm，對于Rp（輪廓最大峰高）約為幾百納米。氮化硅軋輥用于冷軋時，磨損率很低。這就使軋制過程的調(diào)整次數(shù)可以減少。另外，磨損引起的輥型變化可因軋制材料粘附到輥面而得到部分補(bǔ)償。