随着现代机械工业的迅猛发展,陶瓷球轴承作为机械设备基础零部件,广泛应用于航空航天、精密机械、国防科技等领域。因此,对于高精度陶瓷球滚动体的数量需求及质量要求也越来越高。建立一个完善而有效的高精度陶瓷球质量评价体系十分必要。为进一步研究高精度陶瓷球的性能评价方法,本文以氮化硅陶瓷球为研究对象,主要在材料性能、几何形状精度及表面质量三个方面深入研究了球体的质量检测方法,球体的摩擦磨损性能,及球体加工工艺与球体质量的关系。在陶瓷球检测方法方面,重点研究球体振动值检测。采用BVT-1A球体振动测量仪,进行试验研究分析,初步规定G5级Φ4.763的氮化硅陶瓷球低频振动值不大于13μm/s,高频振动值不大于16μm/s;当表面存在缺陷时,振动值会异常变大;波纹度主要影响高频振动值,圆度主要影响低频振动值,粗糙度值的影响可忽略不计,验证了通过振动值分频测量快速了解陶瓷球表面几何质量的可行性。在陶瓷球的摩擦磨损性能方面,介绍了球轴承的摩擦来源以及其失效形式,高精度球体研磨技术,并以双自转研磨技术为例进行运动学分析;参照四球法,采用单因素实验分析压力、转速、磨料粒度、浓度对加工中陶瓷球摩擦系数的影响,发现高精度球体加工研磨盘的最佳转速为5rpm~15rpm;磨料浓度不宜过高或过低,过低会导致粘着磨损,而浓度为4%wt和7%wt时,摩擦系数接近,磨损量基本都随着磨料浓度的增大而增大;磨料粒度增大,摩擦系数也增大,为保证陶瓷球的表面质量,尽量选用粒度小的磨料;研磨压力不能过小,实验中载荷小于100N时,摩擦系数不稳定;而载荷过大、转速过高,均会使陶瓷球表面在周期性载荷作用下出现疲劳磨损。为了解陶瓷球的加工工艺对陶瓷球表面质量的影响,研究了加工过程中研磨介质和研磨参数对表面质量的影响,发现相比于碳化硼磨粒,氧化铝和碳化硅磨粒作用下的陶瓷球表面形状精度更高;研磨压力增大,球体表面粗糙度值增大,但幅度不明显;研磨时间并不是越长越好,需结合具体条件进行实验研究分析得到;详细介绍和分析了球体的表面缺陷,包括气孔缺陷、夹杂物、雪花缺陷、裂纹缺陷、划伤及擦伤、凹坑缺陷六类,并进一步分析了其对轴承失效的影响,体现了陶瓷球表面质量对轴承使用的重要性。