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French Bola cerámica de nitruro de silicio
Bola cerámica de nitruro de silicio
Pureza: ≥99%
Diámetro: φ0,8-φ50,8 mm, o personalizado
La bola cerámica de nitruro de silicio es conocida por su ligereza y alta resistencia: su densidad es mucho menor que la de las bolas metálicas, lo que ayuda a reducir la carga del sistema y mejora la eficacia general. Ofrece una excelente resistencia a los ácidos y álcalis, una excepcional resistencia al desgaste y un rendimiento fiable incluso a altas temperaturas, altas velocidades o en condiciones de funcionamiento en seco. Con un fuerte aislamiento eléctrico y sin riesgo de oxidación, es una elección fiable para entornos exigentes. Estas características hacen que se utilice ampliamente en la industria aeroespacial, rodamientos de alta velocidad, turbinas eólicas, bombas y sistemas de válvulas. Podemos suministrar bolas cerámicas de nitruro de silicio de alta calidad con diversas especificaciones y precios competitivos, ofreciendo soluciones personalizadas para satisfacer requisitos específicos.
O envíenos un correo electrónico a sales@heegermaterials.com.Hoja de datos de la bola cerámica de nitruro de silicio
| Código de referencia: | HM2557 |
| Pureza: | ≥99% |
| Color: | Negro |
| Fórmula química: | Si3N4 |
| Grados de material: | HMSN1000, HMSN2000, HMSN3000, HMSN4000 |
| Densidad: | 3,20 g/cm3 |
| Diámetro: | Φ0,8-φ50,8 mm, o personalizado. |
| Grado de precisión: | G5~G60 |
Descripción de la bola cerámica de nitruro de silicio
La bola cerámica de nitruro de silicio destaca por su capacidad para funcionar en entornos exigentes en los que fallan los materiales convencionales. Su estructura es excepcionalmente dura, resiste los choques térmicos y mantiene la estabilidad en los cambios bruscos de temperatura. Su bajo coeficiente de fricción garantiza un funcionamiento suave en sistemas giratorios de alta velocidad, mientras que su naturaleza no magnética y no conductora la hace adecuada para equipos electrónicos o médicos sensibles. Tanto si funciona en sistemas de vacío como si está expuesta a productos químicos o sin lubricación, esta bola cerámica sigue siendo fiable.
Bola cerámica de nitruro de silicio Características
- Ligero y de larga vida útil: Con sólo 40% de la densidad del acero, reduce la fuerza centrífuga a altas velocidades, minimizando el desgaste y alargando la vida de los rodamientos.
- Alta dureza y resistencia a temperaturas elevadas: Mantiene excelentes propiedades mecánicas hasta 1050 °C, con una dureza HRC 78.
- Autolubricante y sin óxido: Funciona de forma fiable sin lubricación y resiste la oxidación y el óxido en condiciones duras.
- Alto módulo elástico: Aproximadamente 44% más que el acero, lo que se traduce en una menor deformación bajo tensión.
- Baja expansión térmica: Su coeficiente de dilatación térmica es sólo un tercio del del acero, lo que proporciona una mayor estabilidad dimensional ante los cambios de temperatura.
- Resistencia al choque térmico: Resiste las fluctuaciones bruscas de temperatura sin agrietarse ni degradarse.
- Resistencia a la corrosión química: Muy resistente a los ácidos, álcalis y productos químicos más agresivos.
- No magnético y eléctricamente aislante: Adecuado para su uso en entornos sensibles al magnetismo o aislados eléctricamente.
- No reacciona con metales fundidos: Permanece estable y no reactivo a altas temperaturas en contacto con metales fundidos.
Aplicaciones de las bolas cerámicas de nitruro de silicio
- Aeroespacial: Se utiliza en motores a reacción, turbinas de gas y otros componentes giratorios de alta temperatura por su estabilidad y resistencia al calor.
- Carreras de automóviles: Se aplica en cojinetes de motores de alto rendimiento en los que el peso ligero, la baja fricción y la alta durabilidad son esenciales.
- Sector energético: Integral de turbinas y maquinaria de alta temperatura en sistemas de energía eólica, de gas y térmica.
- Motores eléctricos y generadores: Ayuda a prevenir las picaduras eléctricas y los fallos de aislamiento en los rodamientos expuestos a corrientes eléctricas.
- Productos sanitarios: Adecuado para implantes biocompatibles e instrumentos de precisión gracias a sus propiedades no magnéticas e inertes.
Propiedades del material de nitruro de silicio
Grados del material de nitruro de silicio
HMSN1000 se produce mediante una técnica de sinterización por sobrepresión de gas, ampliamente reconocida por permitir la fabricación de piezas de nitruro de silicio de alta resistencia con formas intrincadas. El proceso comienza con una mezcla de polvo de nitruro de silicio que incluye aditivos de sinterización -como itria, óxido de magnesio o alúmina- para crear una fase líquida durante la sinterización, así como aglutinantes para mejorar la integridad estructural de la forma presinterizada. Tras moldear el polvo en la geometría deseada y realizar cualquier mecanizado en verde necesario, los componentes se densifican en un horno presurizado con nitrógeno. Este entorno garantiza una consolidación adecuada al tiempo que minimiza la pérdida de material debida a la evaporación o descomposición del silicio, el nitrógeno y los elementos aditivos.
Usos comunes
- Componentes para sistemas aeroespaciales
- Elementos rodantes y deslizantes en unidades de rodamientos
- Piezas de alta durabilidad para motores de combustión interna
- Herramientas y accesorios para fundición y transformación de metales
- Piezas estructurales en conjuntos mecánicos
- Elementos biocompatibles para productos sanitarios
El HMSN2000 se fabrica mediante una técnica de prensado en caliente, en la que el polvo de nitruro de silicio se compacta a alta presión y temperatura elevadas simultáneamente. Este método se basa en equipos especializados, que incluyen matrices de precisión y prensas uniaxiales. El resultado es una cerámica densa de gran resistencia y durabilidad. Sin embargo, el proceso es más adecuado para conformar geometrías básicas debido a las limitaciones del equipo. Dado que los componentes no pueden mecanizarse en estado presinterizado (verde), todo el postprocesado debe realizarse mediante rectificado con diamante, lo que lleva mucho tiempo y es costoso. En consecuencia, este método suele reservarse para la producción a pequeña escala de piezas sencillas en las que se requiere un rendimiento de material de primera calidad.
Usos comunes
- Piezas estructurales de aeronaves y naves espaciales
- Componentes de equipos y tuberías en industrias de transformación química
- Elementos resistentes a la fricción para motores
- Herramientas y piezas de desgaste utilizadas en entornos de fundición de metales
- Piezas portantes y de precisión en maquinaria industrial
- Piezas especializadas en instrumental médico y dental
HMSN3000 utiliza el proceso de prensado isostático en caliente (HIP), en el que el polvo de nitruro de silicio se compacta a alta presión y alta temperatura. El material se coloca en una cámara presurizada con gas inerte, sometiendo al componente a una presión uniforme desde todos los lados de hasta 2000 bares mientras se calienta simultáneamente. Este método ayuda a eliminar cualquier porosidad o defecto residual durante el proceso de sinterización, lo que da como resultado un material con una densidad cercana a su máximo teórico. Aunque el HIP mejora notablemente las propiedades mecánicas, la durabilidad y la fiabilidad general del material, el elevado coste y la complejidad del proceso limitan su uso a aplicaciones muy especializadas.
Usos comunes
- Componentes para la industria aeroespacial y de defensa
- Aplicaciones de rodamientos de precisión, especialmente en entornos de alto rendimiento
- Equipos y componentes de plantas químicas e industriales
- Piezas del motor sometidas a desgaste extremo y estrés térmico
- Herramientas de fundición y componentes resistentes al desgaste
- Piezas de alto rendimiento para sistemas de ingeniería mecánica
- Componentes médicos que requieren alta resistencia y biocompatibilidad
El HMSN4000 se produce mediante un proceso de sinterización por sobrepresión de gas extruido, en el que el polvo de nitruro de silicio se mezcla con aditivos de sinterización, como itria, óxido de magnesio y/o alúmina, para facilitar la sinterización en fase líquida. Además, se incorporan aglutinantes para mejorar las propiedades mecánicas de la estructura cerámica verde. El proceso de extrusión ayuda a dar al material la forma deseada y, a continuación, las piezas se someten a sinterización por sobrepresión de gas en un entorno controlado. Este método garantiza una densidad uniforme y unas prestaciones mecánicas superiores, por lo que resulta ideal para aplicaciones de alto rendimiento.
Usos comunes
- Componentes de la industria aeroespacial
- Rodamientos utilizados en maquinaria de alto rendimiento
- Equipos para plantas químicas y procesos industriales
- Piezas resistentes al desgaste para motores
- Componentes utilizados en las operaciones de fundición
- Piezas para sistemas de ingeniería mecánica
- Componentes médicos para instrumentos de alta precisión
Mecanizado de cerámica de nitruro de silicio
El nitruro de silicio puede mecanizarse en estado verde, galleta o totalmente sinterizado, cada uno con propiedades de mecanizado diferentes. En estado verde o galleta, es más fácil darle formas complejas, pero el material se contrae unos 20% durante la sinterización, lo que afecta a la precisión dimensional. Para obtener tolerancias estrechas, el nitruro de silicio totalmente sinterizado debe mecanizarse con herramientas de diamante, un proceso preciso pero costoso debido a la dureza y tenacidad del material.
Métodos de mecanizado y consideraciones:
- Mecanizado en verde o galleta: Más fácil de mecanizar en formas complejas, pero carece de precisión dimensional final.
- Contracción por sinterización: El material se contrae aproximadamente 20% durante el proceso de sinterización, lo que afecta a las dimensiones posteriores a la sinterización.
- Tolerancias ajustadas: Para obtener dimensiones precisas, el material postsinterizado debe mecanizarse con herramientas de diamante.
- Rectificado con diamante: Esta técnica implica el uso de herramientas o ruedas recubiertas de diamante para desgastar el material y conseguir la forma deseada.
- Coste y tiempo: El mecanizado de nitruro de silicio totalmente denso es un proceso lento y costoso debido a la dureza y tenacidad del material.
Envases cerámicos de nitruro de silicio
Los productos cerámicos de nitruro de silicio suelen envasarse en bolsas selladas al vacío para evitar la humedad o la contaminación y se envuelven con espuma para amortiguar las vibraciones y los impactos durante el transporte, lo que garantiza la calidad de los productos en su estado original.
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