1、研磨與密封部件
陶瓷材料具有的高硬度、耐磨損、耐高溫、抗氧化等特性,使其作為耐磨和減磨材料在實(shí)際生產(chǎn)中也得到了應(yīng)用,如作為密封材料、噴嘴材料、磨球材料、管襯材料、模具材料、泵用材料等。
氧化鋁陶瓷產(chǎn)品已廣泛用于建筑衛(wèi)生陶瓷、超細(xì)原料研磨企業(yè)、熱發(fā)電廠、水泥廠、鋼廠、化工、涂料、造紙、醫(yī)藥等行業(yè),例如,應(yīng)用于生活用水,食品制備設(shè)備中(各種泵、粉碎設(shè)備等),由于使用抗磨陶瓷部件,沒有了金屬磨損,進(jìn)而減小了污染,提高了生活水平和食品的清潔性。工業(yè)用耐磨耐熱氧化鋁陶瓷閥門比鉆基髙溫合金材料的使用壽命提高了10?30倍。產(chǎn)品從各種規(guī)格氧化鋁球、氧化鋁襯磚及襯片、氧化鋁瓷件到高鋁化工填料等多系列30多個(gè)品種。
工業(yè)用氧化鋁陶瓷零件
其它,如抽油泵是油田生產(chǎn)的主要設(shè)備,泵套是其主要的易損件,其承受流體的沖刷、活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械摩擦和原油中硫化物的腐蝕,因此使用壽命較低,僅為2-3個(gè)月。采用氧化鋁陶瓷泵套后(Al2O3>98.5%,抗彎強(qiáng)度296.6MPa,硬度HRC85),泵套的使用壽命提高2倍以上。
含石墨的燒結(jié)碳化硅陶瓷在水密封條件下運(yùn)轉(zhuǎn)(滑動(dòng)速度9.4m/s,時(shí)間96h),由于石墨的作用,其耐磨損壽命較高,相對(duì)燒結(jié)碳化硅陶瓷的體積磨損僅為0.01。同時(shí)碳化硅陶瓷具有優(yōu)良的抗液體介質(zhì)腐蝕能力,所以在較惡劣的工況中,該材料是密封件的首選材料。
2、軸承
陶瓷作為軸承材料性能最佳的是氮化硅陶瓷,尤其是熱壓氮化硅陶瓷。根據(jù)軸承采用陶瓷的部位不同,陶瓷軸承可以分為全陶瓷軸承和混合陶瓷軸承。全陶瓷軸承指的是軸承的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體都為陶瓷材料,而混合陶瓷軸承指的是滾動(dòng)體為陶瓷材料,內(nèi)、外圈為鋼材。
氮化硅軸承
氮化硅陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、自潤滑性好等特性,所以氮化硅陶瓷軸承在高速和高溫環(huán)境中表現(xiàn)出了良好的使用性能。其DN值(mm為單位的軸承內(nèi)徑與以rpm為單位的轉(zhuǎn)速的乘積)可達(dá)二百萬至三百萬,最高轉(zhuǎn)速可達(dá)100000rpm0在高溫下,鋼的硬度僅能維持到300°C,而高溫液體潤滑劑的降解和失效均使鋼軸承難以使用,但氮化硅陶瓷軸承卻可以在350?427°C的汽輪機(jī)主軸上穩(wěn)定使用。
碳化硅陶瓷軸套在磁力泵上應(yīng)用,只要設(shè)計(jì)得當(dāng),其使用壽命就很長。據(jù)報(bào)道,國外磁力泵碳化硅軸套使用壽命可達(dá)10年。國內(nèi)通過對(duì)碳化硅軸套結(jié)構(gòu)的改進(jìn),也取得了較好的使用效果。
氮化硼陶瓷作為氣體動(dòng)壓軸承具有良好的前景。
3、襯板
電廠輸送機(jī)落煤管采用16Mn鋼襯板時(shí),磨損非常嚴(yán)重,而且若固定螺栓磨掉后,襯板掉落到輸送帶上將劃破輸送帶,造成更加嚴(yán)重的后果。采用氧化鋁陶瓷與橡膠和鋼板相互粘結(jié)起來形成復(fù)合襯板(氧化鋁陶瓷在實(shí)驗(yàn)室磨損試驗(yàn)中,其耐磨性為高鎰鋼的266倍,高銘鑄鐵的171.5倍),重量輕,耐沖擊性好(10kg鋼球3m自由落體沖擊50次沒破碎),在深圳媽灣電廠實(shí)際裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)2年后,沒有崩裂和脫落,磨損量幾乎測(cè)不出來,取得了良好的使用效果。
該襯板在韶關(guān)冶煉廠燒結(jié)分廠的皮帶運(yùn)輸機(jī)料斗、擋料板、混料圓筒進(jìn)出料斗等處使用,運(yùn)行2年多,也無明顯磨損。
氧化鋁陶瓷、橡膠、鋼板三合一復(fù)合襯板
4、噴嘴
噴嘴是燃燒器、噴砂器等的關(guān)鍵部件,通過噴嘴可將煤粉或砂粒以較高速度噴射出去,而噴嘴則承受著固體粒子的沖蝕磨損作用。由于固體粒子的流動(dòng)速度很高,所以噴嘴的磨損也很嚴(yán)重,若噴煤燃燒,其還受到溫度和煙氣的腐蝕,若噴射液體漿料,其會(huì)受到液體介質(zhì)的腐蝕,所以噴嘴的工作條件還是較惡劣的。
Y-PZT氧化鋯陶瓷噴嘴用于6m3氣流磨上,使用3個(gè)月,生產(chǎn)Al2O3細(xì)粉近百噸,其磨耗量約為高鋁質(zhì)噴嘴的14%。
氧化鋯陶瓷噴嘴
采用碳化硼陶瓷,因其硬度很高,所以其作為噴嘴使用時(shí),具有較低的磨損率,約比Al2O3/(W,Ti)C陶瓷噴嘴的磨損率低4倍,相應(yīng)的使用壽命比Al2O3/(W,Ti)C陶瓷噴嘴高4倍。
碳化硼陶瓷噴嘴在離心式噴霧干燥器使用,也取得了較好的使用效果,原用不銹鋼噴嘴,僅能使用幾十小時(shí),而采用碳化硼噴嘴后,使用壽命可達(dá)半年,比原用的不銹鋼提高了幾十倍。
碳化硼陶瓷噴嘴
5、管道
在礦山,、電廠、化工及水泥等行業(yè)采用管道輸送物料,有干粉輸送,也有漿料輸送,管道由此承受著物料的沖蝕磨損,以及料漿的腐蝕和氣蝕作用,加速鋼管的磨損失效,尤其是彎管,送灰彎管使用壽命最短60天,最長不過120天。為了提高鋼管的使用壽命,人們開發(fā)了陶瓷-鋼復(fù)合管,并在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。
采用自蔓延方法在鋼管內(nèi)壁復(fù)合Al2O3陶瓷,形成陶瓷-鋼復(fù)合管,在電廠輸送煤粉彎管和灰粉彎管使用,其使用壽命為20號(hào)鋼管的20倍以上,耐磨合金鑄鋼管的5倍。
該復(fù)合管在金屬礦山上使用,其耐磨性比同壁厚的無縫鋼管高10倍以上。在鐵精礦粉的輸送管路中運(yùn)行3年后,無縫鋼管的磨損為27mm,而陶瓷-鋼復(fù)合管僅磨損0.1mm。
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作者:粉體圈
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