XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO.,LTD.
厦门Mascera（迈思瑞）官网列出黑色氮化硅陶瓷球（MSJ/SN-002）和Y-PSZ氧化锆轴承球，标准尺寸1/16英寸至1½英寸，氧化锆球页面给出G5至G100精度等级表，最小起订量每规格100粒。官网称具备从粉体成型到精加工的生产能力，同时供应氧化铝、氮化铝等其它陶瓷件。
查看产品资料依据
- 官网产品分类
- Mascera · 氮化硅球 / 氧化锆轴承球
- 资料核查日期
- 2026-10-17
陶瓷轴承球用在哪里
球体与表面状态
陶瓷轴承球是单一零件，下表把球体材料和交货表面分开说明，便于在订货技术条件里分别写清。
左右滑动查看完整表格 →
| 部件 | 作用 | 材料与配置 |
|---|---|---|
| 陶瓷球体 | 滚动体本身，承受滚道传来的接触载荷。球的质量决定高速时的离心力，弹性模量决定同载荷下的接触应力。[1] | 常用氮化硅（Si₃N₄）或氧化钇稳定氧化锆（Y-PSZ）。Mascera的氮化硅球为黑色、纯度95%；氧化锆轴承球为白色Y-PSZ。[3][4] 氮化硅球用材料按ASTM F2094和ISO 26602分为三个等级，GB/T 31703按弯曲强度、硬度、断裂韧性、压碎负荷比和显微组织分为I、II、III级。[7][8][6] |
| 表面状态（含可选涂层） | 球面经粗磨、精磨和抛光后达到规定的球形误差和粗糙度，直接影响噪声、摩擦和疲劳寿命。[5] 若设计上要求附加涂层（例如类金刚石DLC），应作为单独的技术条件写进订单，并给出膜层种类、厚度和检验方法。 | 常规交货为研磨抛光的陶瓷本体表面：Mascera按精度等级给出Ra，例如G5为0.014、G10为0.020（该表未注单位）。[4] NASA试验用氮化硅球表面粗糙度为2.5×10⁻⁶～5.0×10⁻⁶ cm（1～2 μin rms）。[1] |
订货参数与可查到的实例值
下表按订货时要写进技术条件的顺序排列。数值都注明了出处和型号；没有公开实例的项目，写的是选定时要依据的条件。
左右滑动查看完整表格 →
| 参数 | 资料与范围 | 选型含义 |
|---|---|---|
| 直径 | Mascera氮化硅球、氧化锆球的标准尺寸表均为1/16英寸（1.588 mm）至1½英寸（38.1 mm），页首另标1.588–47.625 mm。[3][4] 论文与试验中的实例：9.525 mm（G5氮化硅球）、12.7 mm（NASA热压氮化硅球）。[5][1] | 按轴承图纸给出公称直径；英制尺寸球常用于替换同规格钢球，写明英制或公制，避免换算误差。 |
| 精度等级（G级） | GB/T 31703-2025条目列出G3、G5、G10、G16、G20、G24、G28、G40、G60、G100，精度由G3到G100依次降低，依据外观、尺寸公差、直径变动量、球形误差和表面粗糙度分级。[6] Mascera氧化锆轴承球页面列出G5至G100八个等级。[4] | 按轴承的精度等级和噪声要求选定；等级同时约束球形误差、批直径变动量和粗糙度，一个G值对应一整组公差。 |
| 材料类型 | 氮化硅（Si₃N₄）：Mascera MSJ/SN-002，纯度95%，黑色。[3] 氧化锆（Y-PSZ）：Mascera氧化锆轴承球，白色。[4] 氧化铝球在NASA报告引用的早期试验中疲劳寿命远低于氮化硅。[1] | 高速、长寿命轴承以氮化硅为主；氧化锆密度约为氮化硅的两倍、韧性和弯曲强度标注值较高，Mascera把它列在医疗器械、精密测量等用途下。材料等级（I/II/III级）与材料名称一起写进订单。 |
| 硬度 | Mascera氮化硅球标注硬度1500（表头写HV、单位栏写MPa）；氧化锆轴承球标注HV0.5为1300。[3][4] | 陶瓷球硬度通常用维氏硬度表示，订货时写明标尺和试验载荷（如HV0.5、HV10），不同载荷下的读数可比性有限。 |
| 球形误差（圆度） | Mascera精度等级表中的球形误差：G5为0.13，G10为0.25，G16为0.4，G20为0.5，G40为1，G100为2.5（表中未注单位）。[4] | 球形误差随G级确定；装配高速主轴时，同一套轴承的球还要满足批直径变动量（同表G5为0.25）。[4] |
| 密度 | NASA试验用热压氮化硅：3.11–3.24 g/cm³（所用HS-110坯料为3.14 g/cm³）。[1] Mascera氮化硅球：≥3.2 g/cm³。[3] Mascera Y-PSZ氧化锆轴承球：5.95–6.05 g/cm³。[4] | 密度决定球的质量和高速离心力；同一材料内，密度偏低往往提示残余气孔，可要求按批提供实测密度。 |
| 抗压强度 | Mascera氮化硅球与氧化锆轴承球均标注2200 MPa（室温）。[3][4] | 抗压强度是材料级数据；滚动接触能力更依赖材料等级、显微组织和疲劳试验结果。 |
| 断裂韧性 | Mascera氮化硅球：6.2 MPa·m½；Mascera Y-PSZ氧化锆轴承球：7 MPa·m½。[3][4] 氮化硅轴承球材料的室温压痕断裂阻力可按GB/T 41605-2022（压痕法）测定。[9] | 比较不同厂家的韧性值时，取同一试验方法下的数据。 |
| 最高工作温度（材料） | Mascera氮化硅球标注最高工作温度1200 °C，同页正文说明强度和硬度在800 °C以内基本保持；氧化锆轴承球标注850 °C。[3][4] | 这些是陶瓷材料的温度数据；整套轴承的使用温度还受钢制套圈、保持架和润滑剂限制，由轴承厂给出。 |
| 电阻率 | Mascera氮化硅球：>10¹⁴ Ω·cm，介电强度16 kV/mm。[3] Mascera氧化锆轴承球页面描述为不导电，未给数值。[4] | 用于变频电机防电蚀时，以氮化硅球的电阻率和介电强度作为绝缘依据，并要求厂家给出测试温度。 |
| 表面粗糙度 | Mascera精度等级表中的Ra：G5为0.014，G10为0.020，G20为0.032，G100为0.125（表中未注单位）。[4] NASA试验球：2.5×10⁻⁶～5.0×10⁻⁶ cm（1～2 μin rms）。[1] | 粗糙度随G级确定；Ra与rms属于不同评定参数，比较时按同一参数换算。 |
| 单球质量 | 按球体积×密度估算：12.7 mm球体积约1.07 cm³，氮化硅（3.11–3.24 g/cm³）约3.3–3.5 g，Y-PSZ氧化锆（5.95–6.05 g/cm³）约6.4–6.5 g。[1][4] | 质量由直径和材料决定，用于高速轴承离心力和动平衡计算；同尺寸氮化硅球约为氧化锆球质量的一半。 |
氮化硅球与氧化锆球：同一厂家两份数据并排看
下表数值取自Mascera两款轴承球的产品页，均为厂家标注的材料典型值。[3][4] 两种材料差别最大的是密度和热膨胀系数：氮化硅约为氧化锆的一半重，热膨胀系数约为氧化锆的三分之一。
两种球的热膨胀系数相差约三倍，装进钢制套圈后随温度变化的游隙也不同。NASA TN D-7794提出，用氮化硅球时应重新考虑初始径向游隙、热膨胀和离心力对工作游隙、接触角与发热的影响。[1]
左右滑动查看完整表格 →
| 项目 | 氮化硅球（Mascera MSJ/SN-002） | Y-PSZ氧化锆轴承球（Mascera） |
|---|---|---|
| 颜色 | 黑色 | 白色 |
| 密度 | ≥3.2 g/cm³ | 5.95–6.05 g/cm³ |
| 硬度 | 1500（标HV，单位栏为MPa） | HV0.5 1300 |
| 断裂韧性 | 6.2 MPa·m½ | 7 MPa·m½ |
| 弯曲强度 | >720 MPa | 900 MPa |
| 抗压强度 | 2200 MPa | 2200 MPa |
| 热膨胀系数 | 3.0–3.2×10⁻⁶/°C（25–1000 °C） | 10.3×10⁻⁶/°C（20–1000 °C） |
| 最高工作温度（材料） | 1200 °C | 850 °C |
| 弹性模量 | 300 GPa | 页面未列 |
| 电阻率 | >10¹⁴ Ω·cm | 页面标注不导电 |
换上氮化硅球，轴承寿命怎么算
NASA TN D-7794用五球疲劳试验机测试了12.7 mm热压氮化硅球（AFBMA 10级），试验转速9400 r/min，最大赫兹应力4.27 GPa和5.52 GPa。报告结论是：外推到轴承常用应力水平时，氮化硅对钢的疲劳寿命可与轴承钢对钢相当或更长，剥落形貌也与钢球相似；所测氮化硅的应力-寿命指数为16，同条件下AISI 52100为12。[1]
NASA/TM-2005-213061计算了钢制套圈配氮化硅滚动体的混合轴承寿命，取氮化硅弹性模量310 GPa、泊松比0.29，轴承钢210 GPa、0.30。[2] 下表是该报告给出的两组比值：与Lundberg-Palmgren公式计算值相比，混合轴承寿命更长；与同载荷下的全钢轴承相比，混合轴承寿命更短，原因是陶瓷模量高带来更高的接触应力。[2]
按这一结果，高速轴承选用陶瓷球的主要理由是降低离心力、绝缘和耐蚀；寿命收益要由轴承厂按混合轴承重新计算，并结合内部几何调整来实现。[1][2]
左右滑动查看完整表格 →
| 轴承类型（1960年后轴承钢套圈） | 相对Lundberg-Palmgren计算值 | 相对同载荷全钢轴承 |
|---|---|---|
| 深沟球轴承 | 3.7倍 | 低58% |
| 角接触球轴承 | 3.2倍 | 低41% |
| 圆柱滚子轴承 | 5.5倍 | 低28% |
烧结工艺如何影响氮化硅球的疲劳分散性
哈尔滨工业大学与中材高新氮化物陶瓷有限公司2026年发表的研究，用同一路线制备了9.525 mm G5氮化硅球：冷等静压160 MPa，气压烧结1750 °C、10 MPa氮气保温2 h，再热等静压1800 °C、200 MPa保持4 h，然后粗磨、精磨、抛光；三批只改变Al₂O₃–Y₂O₃烧结助剂总量（8%、10%、12%，质量分数）。[5]
试验为球-平面接触疲劳，室温干摩擦，2500 r/min，载荷5.5 kN，最大赫兹接触应力约6.8 GPa；失效判据为陶瓷球剥落深度≥0.05 mm或面积≥0.5 mm²，每批5个球。[5] 6.8 GPa远高于NASA混合轴承试验中1.95–2.44 GPa的内圈应力，所以这些数据适合用来比较材料批次。[5][2]
Weibull模数越低，同批球之间的寿命分散越大。8%助剂批次出现了源于残余气孔的早期剥落，10%批次特征寿命最高。比较报价时，可以把是否经过热等静压、烧结助剂体系和接触疲劳试验报告一起列入询价内容。[5]
左右滑动查看完整表格 →
| 烧结助剂总量 | β-Si₃N₄晶粒平均长径比 | 特征寿命η（循环次数） | Weibull模数m | 主要失效形式 |
|---|---|---|---|---|
| 8% | 4.09±0.52 | 7.629×10⁶ | 1.877 | 残余气孔引起剥落，兼有磨损 |
| 10% | 4.47±0.48 | 1.035×10⁷ | 2.872 | 轻微磨损 |
| 12% | 3.37±0.41 | 8.240×10⁶ | 5.389 | 晶界相磨损 |
陶瓷轴承球常用的标准
订单里引用标准时，材料标准和成品球标准各引一条即可，下表列出可查到条目的几项。
左右滑动查看完整表格 →
| 标准 | 内容 | 状态与日期 |
|---|---|---|
| GB/T 31703-2025 陶瓷球轴承 氮化硅球 | 规格与等级、技术要求、试验方法、检验规则；材料分I/II/III级，精度分G3–G100。[6] | 2025-12-02发布，2026-07-01实施，代替GB/T 31703-2015。[6] |
| ASTM F2094/F2094M-18a 氮化硅轴承球标准规范 | 滚珠轴承及特殊用途球用I、II、III类氮化硅球的质量、物理力学性能和试验要求。[7] | 现行，2018-05-01发布。[7] |
| ISO 26602:2017 滚动轴承球和滚子用氮化硅材料 | 按物理、力学性能和显微组织把氮化硅材料分为三类，附录A给出制样和显微组织观察方法。[8] | 现行，2017-10发布。[8] |
| GB/T 41605-2022 滚动轴承球用氮化硅材料 室温压痕断裂阻力试验方法 压痕法 | 氮化硅轴承球材料的室温断裂阻力测定。[9] | 2022-07-11发布，2023-02-01实施。[9] |
订货与到货验收清单
以下各项集中列出；询价单写清前三行，到货验收以后几行为依据。
左右滑动查看完整表格 →
| 资料 | 具体内容 |
|---|---|
| 球的基本规格 | 材料与材料等级（I/II/III级）、公称直径（英制或公制）、精度G级、数量和批次划分。 |
| 轴承与工况 | 轴承型号或内部几何、转速（DN值）、载荷、温度、润滑剂、介质，以及是否要求绝缘；供轴承厂按混合轴承重算寿命和游隙。 |
| 材料数据表 | 密度、硬度（写明标尺和载荷）、断裂韧性（写明方法）、弯曲强度、弹性模量、热膨胀系数、电阻率，注明测试温度。 |
| 工艺说明 | 成型和烧结方式（是否热等静压）、烧结助剂体系。 |
| 批次检验报告 | 实测直径、批直径变动量、球形误差、表面粗糙度（写明单位和评定参数），以及表面缺陷、气孔检查结果。 |
| 疲劳试验资料 | 滚动接触疲劳试验的载荷、接触应力、润滑状态、失效判据和试样数量。 |
| 涂层（如有） | 膜层种类、厚度、附着力和检验方法。 |
资料来源与适用范围
核对日期：2026-10-17。试验与寿命结论来自NASA报告和2026年同行评审论文；材料数值来自Mascera两款产品页，作为具体型号实例引用；标准信息来自标准馆和标准销售网站的公开条目，条文细节以正式文本为准。
- NASA TN D-7794：Rolling-element fatigue life of silicon nitride balls（Parker、Zaretsky，1974年10月）读了摘要、表I（热压氮化硅密度3.11–3.24 g/cm³）、试验条件（12.7 mm球、AFBMA 10级、9400 r/min、4.27/5.52 GPa）、应力-寿命指数16与12、与氧化铝等陶瓷对比，以及120 mm角接触球轴承分析（模量约为钢1.5倍、离心力降低至少50%、沟曲率54%改52%）。用于原理、密度、粗糙度、质量估算和寿命一节。
- NASA/TM-2005-213061：Effect of Silicon Nitride Balls and Rollers on Rolling Bearing Life（Zaretsky、Vlcek、Hendricks，2005年4月）读了NTRS摘要与表1（氮化硅310 GPa/0.29，轴承钢210 GPa/0.30），以及寿命系数3.7/3.2/5.5倍和比全钢低58%/41%/28%。用于混合轴承寿命一节。
- Mascera：Black Si3N4 Silicon Nitride Ceramic Balls（MSJ/SN-002）产品页材料数据表（纯度、密度、硬度、模量、韧性、强度、热膨胀、1200 °C、电阻率、介电强度）、标准尺寸表和用途。用于参数表和材料对比。
- Mascera：Y2O3 ZrO2 Zirconia Ceramic Bearing Balls 产品页Y-PSZ材料数据（密度5.95–6.05、HV0.5 1300、韧性7、850 °C等）、尺寸表和G5–G100精度等级表。用于参数表、材料对比和FAQ。
- Sun F., Jia D. 等：Study on the Influence of Microstructure on the Rolling Contact Fatigue Performance of Silicon Nitride Ceramics Balls，Materials 19(9):1892，20269.525 mm G5氮化硅球的制备工艺、三种助剂含量批次的长径比、特征寿命、Weibull模数和失效形式，以及球-平面疲劳试验条件。用于工艺与疲劳一节。
- ChineseStandard.net：GB/T 31703-2025 Ceramic ball bearings - Silicon nitride balls 条目第三方标准销售网站的条目：代替2015版、发布与实施日期、适用范围、I/II/III材料等级和G3–G100精度等级、目录。用于精度等级参数和标准表。
- 国家标准馆（ndls.org.cn）：ASTM F2094/F2094M-18a 氮化硅轴承球标准规范 条目标准号、名称、现行状态、2018-05-01发布、适用范围（I、II、III类氮化硅球）。用于材料等级说明和标准表。
- 国家标准馆（ndls.org.cn）：ISO 26602:2017 滚动轴承球和滚子用氮化硅材料 条目适用范围：按物理、力学和显微组织把氮化硅材料分为三类；附录A。用于材料等级说明和标准表。
- 国家标准馆（ndls.org.cn）：GB/T 41605-2022 滚动轴承球用氮化硅材料 室温压痕断裂阻力试验方法 压痕法 条目发布与实施日期、适用范围、起草单位。用于断裂韧性参数和标准表。