Керамические сопла из нитрида бора и циркония являются важными компонентами в различных процессах порошковой металлургии (PM), выбираемыми в зависимости от типа используемых металлических материалов. Эти передовые керамические сопла разработаны для обеспечения высокой производительности в сложных промышленных условиях.
Основные характеристики керамических сопел- Высокая термостойкость: Выдерживает температуры выше 1500°C от расплавленных металлов или плазменных пламён.
- Износостойкость: Устойчивость к эрозии от потока порошка или газа, обеспечивая долгосрочную эксплуатацию.
- Химическая инертность: Не реагирует с активными металлами или газами, поддерживая стабильность в суровых условиях.
Применение на различных этапах порошковой металлургииЭтап | Процесс | Функции сопел | Керамические сопла | Типичные металлы
Подготовка порошка | Газовая атомизация | Высокое давление инертного газа (например, азота или аргона) воздействует на поток расплавленного металла для формирования мелкого порошка; керамические сопла контролируют поток и размер частиц. | Нитрид бора и циркония | Высокочистые или реактивные металлы, такие как титан и никелевые сплавы.
Подготовка порошка | Водная атомизация | Керамические сопла обеспечивают коррозионную стойкость и точный контроль потока. | Цирконий | Используется в высоконапорной водной атомизации для подготовки недорогих порошков, таких как железные порошки.
Напыление или осаждение порошка | Термическое напыление | Во время подготовки покрытий или преформ (например, плазменное напыление или HVOF) керамические сопла распыляют металлические порошки на подложки для формирования плотных покрытий. | Нитрид бора и циркония | Применимо ко всем металлическим порошкам.
Транспортировка и обработка порошка | Псевдоожиженный слой или пневматическая транспортировка | Керамические сопла используются для контроля потока газа, равномерного распределения или транспортировки порошков и предотвращения агломерации или засорения. | Нитрид бора и циркония | Вольфрам, молибден, железо, кобальт, никель, алюминий, титан, тантал и другие активные металлические порошки.
Обработка после спекания | Охлаждение или контроль атмосферы | Керамические сопла распыляют инертные газы (например, водород, азот) или охлаждающие среды для контроля атмосфер печей и ускорения охлаждения деталей для предотвращения окисления. | Нитрид бора и циркония | Высокопроизводительные металлические порошки, такие как быстрорежущая сталь, титановые сплавы и аморфные/металлические стеклянные порошки.
3D-печать (например, Binder Jetting) | – | Керамические сопла используются для точного распыления связующих или металлических суспензий. | Нитрид бора и циркония | Применения аддитивного производства в порошковой металлургии.
Обезжиривание или очистка | – | Керамические сопла используются для удаления временных связующих или остаточного порошка из компактных изделий. | Цирконий | Титан и его сплавы, никелевые суперсплавы, алюминиевые сплавы, кобальт-хромовые сплавы, тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал, молибден), драгоценные металлы (золото, серебро, платина) и высокоэнтропийные сплавы.
Свойства керамических сопел из нитрида бораСвойства | Единицы | BMA | BSC | BMZ | BSN
Основной состав | – | BN + Zr + Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + Si₃N₄
Цвет | – | Белый графит | Серо-зелёный | Белый графит | Тёмно-серый
Плотность | г/см³ | 2,25–2,35 | 2,4–2,5 | 2,8–2,9 | 2,2–2,3
Прочность на изгиб при трёхточечном изгибе | МПа | 65 | 80 | 90 | 150
Прочность на сжатие | МПа | 145 | 175 | 220 | 380
Теплопроводность | Вт/м·К | 35 | 45 | 30 | 40
Коэффициент теплового расширения (20–1000°C) | 10⁻⁶/К | 2,0 | 2,8 | 3,5 | 2,8
Максимальная температура использования (атмосфера / инертный газ / высокий вакуум) | °C | 900 / 1750 / 1750 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800
Электрическое сопротивление при комнатной температуре | Ом·см | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³
Типичные применения | – | Порошковая металлургия, литьё металлов, компоненты высокотемпературных печей, тигли, литейные формы для драгоценных и специальных сплавов, высокотемпературные опоры и сопла или транспортные трубы для расплавленных металлов.
Индикаторы керамических сопел из цирконияИндикаторы | Элемент | Единицы | MSZ-H | MSZ-L | Индивидуальный
Основной состав | ZrO₂ | % | ≥95 | ≥95 | 60–95
Основной состав | Al₂O₃ | % | ≤0,2 | ≤0,2 | 0,2–20
Основной состав | SiO₂ | % | ≤0,4 | ≤0,4 | 0,2–1
Основной состав | MgO | % | ≤2,9 | ≤2,9 | MgO / Y₂O₃
Основной состав | Fe₂O₃ | % | ≤0,1 | ≤0,1 | 0,1–0,3
Основной состав | TiO₂ | % | ≤0,1 | ≤0,1 | 0,1–1,0
Физические свойства | Цвет | – | Жёлтый | Жёлтый | Жёлтый / Белый
Физические свойства | Плотность | г/см³ | ≤5,2 | 5,4–5,6 | 4,6–5,6
Физические свойства | Пористость | % | ≤18,5 | ≤8 | 1–18,5
Стабилизаторы, состав зерна и пористость могут быть настроены в соответствии с конкретными условиями эксплуатации.
Характеристики / Технические спецификации- Высокая термостойкость выше 1500°C
- Износостойкость и коррозионная стойкость
- Химическая инертность
- Настраиваемый состав и пористость для конкретных применений
- Подходит для порошковой металлургии, литья металлов, аддитивного производства и компонентов высокотемпературных печей