混合陶瓷滚珠丝杠副是一种从金属滚珠丝杠副发展而来、尤其适用于轻载工况下、有着广阔应用前景和巨大潜在经济效益的新型产品。
目前,国内外对陶瓷滚珠丝杠副的开发和应用主要集中在陶瓷球上,也就是说只有滚珠是陶瓷的,丝杠和螺母都是金属的。因为陶瓷材料硬度高、脆性大、断裂韧性和弹塑性能较金属相比要小的多,还不适合丝杠对材料的性能要求,全陶瓷的滚珠丝杠副还不能实现,也没有必要。所以现在应用较广的是只有滚珠是陶瓷材料,其余部件是金属材料的混合陶瓷滚珠丝杠副。以减少震动对主轴精度的影响。

与普通金属滚珠丝杠副相比,混合陶瓷滚珠丝杠副的主要特点是:
(1)陶瓷滚珠密度小,重量轻且密度均匀性较金属材料好控制。质量轻,则高速旋转时,陶瓷将产生较小的惯性离心力,可改善滚道的受力状况并降低了摩擦力矩,提高了高速运转性能;再者陶瓷球是烧结成型,密度的均匀性更好,这也会使丝杠副高速运转下的精度稳定性得到提高。
(2)陶瓷滚珠和轴承钢之间的亲和力要小、相互接触的摩擦系数也小。形成油膜时所需的润滑介质相对要少,这样使得他们之间不容易发生冷焊粘结,降低了磨损,提高了滚珠丝杠副工作的可靠性。
(3)陶瓷的温度响应慢。由于陶瓷的热膨胀系数一般比轴承钢的要小,对温度变化响应慢,所以高温下尺寸稳定性好;预紧力变化小,在高速状态下有利于改善临界润滑条件,使丝杠副的工作精度更加稳定。加速转矩应考虑负载惯量和电动机惯量的匹配。同时还应考虑加速时间在允许的范围内。
(4)陶瓷的弹性模量较金属的要高,相同环境下它具有相对较高的刚度和耐磨性,这使得滚珠丝杠副具有较好的精度保持性和尺寸稳定性;较高的弹性模量使得弹性滞后性降低,提高了速度响应性,即滚珠丝杠副的跟踪精度得到提高。
(5)接触应力增大。由于陶瓷与金属相比,其弹性模量相对较高,相同负荷下,陶瓷滚珠的变形较小,与滚道接触面积变小,使得接触应力分布变得集中,容易出现疲劳损伤。

