近十年來，在高速機構中成功地應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。因為氮化硅表面經(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。當陶瓷材料應用于機械部件或加工工具時，通常要擔心的是這種非金屬材料的強度的可靠性。本研究考察的就是氮化硅軋輥用于軋制加工時的強度的可靠性，以及一些摩擦學方面的特性，如軋輥表面形貌（包括表面波形和粗糙度）在軋件上的復制。因為冷軋薄板和線材的表面質(zhì)量是決定最終產(chǎn)品性能的重要質(zhì)量指標。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行相應的處理。 
   

    試驗在冷連軋機上進行，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粉末以及一些粘結劑、燒結添加劑組成的。首先用冷等靜壓方法壓制成坯，再進行氣壓燒結，然后對其內(nèi)外表面進行磨削。最后用壓機壓到鋼軸上去。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，軋前進行退火和酸洗處理，屈服強度為300～450N/mm2。
   

    試驗結果表明，燒結的氮化硅軋輥的強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制在軋件上后的粗糙度情況是，對于Ra（輪廓算術平均偏差）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償。