Les avantages des roulements en céramique… et leur gros inconvénient

By Marnix Veraart - 30 May 2023

Les avantages des roulements en céramique… et leur gros inconvénient
Il y a de plus en plus de véhicules électriques sur les routes. Cela augmente la demande de roulements en céramique. Ces roulements sont légers, isolants électriquement et très résistants à l’usure et à tout type de friction. Ils sont donc adaptés à des environnements dans lesquels les roulements en acier ne sont pas à la hauteur. Alors pourquoi ne pas faire de tous les roulements des roulements en céramique ? Nous répondrons à cette question dans ce blog (temps de lecture : 2 minutes).

Qu’est-ce que la céramique ?

Les matériaux céramiques se retrouvent dans toutes sortes d’objets d’art et d’ustensiles. Nous connaissons tous les carreaux, les casseroles, les disques de frein et les plombages dentaires. Le mot céramique est dérivé du mot grec kéramos, qui se traduit par “argile” ou “pot cuit”. Cela montre les origines de la céramique, un processus de fabrication qui implique le traitement thermique.

La céramique possède un certain nombre de propriétés qui la rendent très appropriée pour une utilisation dans les roulements. La plupart des céramiques sont dures, résistantes à l’usure et isolantes. Dès les années 1960 et 1970, les premiers roulements en céramique ont été conçus aux États-Unis. Aujourd’hui, ils sont utilisés dans des secteurs tels que l’aérospatiale, le médical et l’automobile. Grâce aux nouveaux développements dans le domaine des véhicules électriques, ils deviennent de plus en plus populaires.
 
Les matériaux céramiques se retrouvent dans toutes sortes d’objets d’art et d’ustensiles

 

Hybride ou tout céramique

Les roulements en céramique sont plus légers et plus durables que les roulements en acier ordinaires. Il en existe plusieurs types. Les roulements hybrides, tels que les versions HC de Schaeffler, contiennent des composants en céramique et en acier. Les éléments roulants sont des billes ou des rouleaux en céramique, tandis que les bagues intérieures et extérieures sont en acier. Il existe également des roulements entièrement en céramique, sans aucune pièce en acier. Ils sont souvent fabriqués en nitrure de silicium (Si3N4) ou en oxyde de zirconium (ZrO2). Les roulements hybrides et totalement en céramique offrent certains avantages. Parmi ceux-ci, on peut citer:

  • Isolation électrique
  • adaptés à des vitesses élevées
  • Très résistants à l’usure et à l’abrasion

 

Roulements hybrides avec corps de cylindres en céramique et bagues en acier

 

Isolation électrique et non-magnétique

Les matériaux céramiques ne sont pas conducteurs. Il s’agit d’une qualité nécessaire pour les roulements utilisés dans les générateurs, les moteurs de traction et d’autres moteurs électriques. Comme nous l’avons souligné dans notre blog sur la défaillance prématurée des roulements, tout courant peut entraîner de graves dommages dans les roulements normaux. Cette situation ne se produit pas avec les roulements hybrides. Les billes céramiques isolées électriquement protègent les bagues en acier de la pénétration du courant. De même, les roulements entièrement en céramique ne sont pas magnétiques. Ils sont donc couramment utilisés dans les appareils médicaux.

 

Les corps de cylindres en céramique empêchent la pénétration du courant

 

Haute résistance à la chaleur et à la rouille

De plus, les roulements en céramique et les versions hybrides avec bagues en acier inoxydable, comme les modèles XC de Schaeffler, sont plus résistants à l’oxydation que les roulements en acier. Par exemple, ils peuvent résister à l’eau, aux détergents et à certains produits chimiques. Ils peuvent également supporter des températures élevées. Par rapport aux roulements en acier de mêmes dimensions, des vitesses de rotation plus élevées sont possibles. Les roulements hybrides peuvent supporter des vitesses plus élevées que les roulements tout céramique. En fait, leurs bagues en acier sont moins fragiles que les versions en céramique. Ils sont donc moins susceptibles de se rompre soudainement sous l’effet d’une charge ou d’une vitesse excessive.

 

“Les roulements en céramique sont plus résistants à la rouille et aux hautes températures.”

 

Durée de vie plus longue, moins d’entretien

Les billes en céramique ont une densité plus faible et une dureté beaucoup plus élevée que les billes en acier. Elles sont très résistantes à l’usure : les petites particules qui pénètrent dans le roulement sont simplement pulvérisées. En outre, elles offrent très peu de résistance pendant leur rotation, de sorte que la production de chaleur est faible. Par conséquent, les lubrifiants durent plus longtemps. Les roulements hybrides sont également plus résistants aux conditions de lubrification défavorables que les roulements en acier. Les roulements entièrement en céramique peuvent même être utilisés sans lubrifiant.

 

« Ils sont très résistants à l’usure et les lubrifiants durent plus longtemps. »

Alors, pourquoi ne pas recourir exclusivement à la céramique à partir de maintenant ?

Super résistants à l’usure, capables de supporter des conditions extrêmes…. Alors pourquoi ne pas utiliser que des roulements en céramique à partir de maintenant ? Tout simplement parce que cela dépend de l’utilisation qui doit en être faite. Les roulements céramiques et hybrides ont une capacité de charge inférieure à celle des roulements en acier. Les corps des cylindres en céramique étant plus durs, ils se déforment moins. Il en résulte une ellipse de contact plus faible. La résistance aux chocs thermiques des modèles en acier est également meilleure. Mais surtout, le prix des versions en céramique est élevé. En effet, l’usinage des matières premières de ces roulements est complexe et consomme beaucoup d’énergie. De ce fait conséquent, leur production prend beaucoup de temps. Il convient donc de connaître précisément les caractéristiques importantes pour votre application avant de faire votre choix !

Vous recherchez des roulements en céramique ou d’autres modèles pour des applications spéciales ? N’hésitez pas à contacter nos chargés de clientèle. Ils se feront un plaisir de vous aider.

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