氮化硼陶瓷和氧化锆陶瓷喷嘴是各种粉末冶金(PM)工艺中的重要组成部分,根据所涉及的金属材料类型进行选择。这些先进的陶瓷喷嘴经过设计,能够在苛刻的工业环境中提供高性能。
陶瓷喷嘴的主要特点- 高温耐受性:能够承受来自熔融金属或等离子火焰的1500°C以上的温度。
- 耐磨性:抵抗粉末或气体流动的侵蚀,确保长期运行。
- 化学惰性:不与活性金属或气体反应,在恶劣环境中保持稳定。
粉末冶金不同阶段的应用阶段 | 工艺 | 喷嘴的功能 | 陶瓷喷嘴 | 典型金属
粉末制备 | 气体雾化 | 高压惰性气体(如氮气或氩气)撞击熔融金属流形成细粉末;陶瓷喷嘴控制流量和颗粒大小。 | 氮化硼和氧化锆 | 高纯度或反应性金属,如钛和镍基合金。
粉末制备 | 水雾化 | 陶瓷喷嘴提供耐腐蚀性和精确的流量控制。 | 氧化锆 | 用于高压水雾化以制备低成本粉末,如铁基粉末。
粉末喷涂或沉积 | 热喷涂 | 在涂层或预制件准备过程中(例如,等离子喷涂或HVOF),陶瓷喷嘴将金属粉末喷涂到基材上形成致密涂层。 | 氮化硼和氧化锆 | 适用于所有金属粉末。
粉末运输和处理 | 流化床或气动运输 | 陶瓷喷嘴用于控制气体流动,均匀分散或输送粉末,并防止聚集或堵塞。 | 氮化硼和氧化锆 | 钨、钼、铁、钴、镍、铝、钛、钽和其他活性金属粉末。
烧结后处理 | 冷却或气氛控制 | 陶瓷喷嘴喷射惰性气体(如氢气、氮气)或冷却介质以控制炉内气氛并加速零件冷却以防止氧化。 | 氮化硼和氧化锆 | 高性能金属粉末,如高速钢、钛合金和非晶/金属玻璃粉末。
3D打印(例如,粘结剂喷射) | – | 陶瓷喷嘴用于精确喷射粘结剂或金属浆料。 | 氮化硼和氧化锆 | 粉末冶金增材制造应用。
脱脂或清洗 | – | 陶瓷喷嘴用于去除压坯中的临时粘结剂或残留粉末。 | 氧化锆 | 钛及其合金、镍基超合金、铝合金、钴铬合金、耐火金属(钨、钽、钼)、贵金属(金、银、铂)和高熵合金。
氮化硼陶瓷喷嘴的特性特性 | 单位 | BMA | BSC | BMZ | BSN
主要成分 | – | BN + Zr + Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + Si₃N₄
颜色 | – | 白色石墨 | 灰绿色 | 白色石墨 | 深灰色
密度 | g/cm³ | 2.25–2.35 | 2.4–2.5 | 2.8–2.9 | 2.2–2.3
三点弯曲强度 | MPa | 65 | 80 | 90 | 150
抗压强度 | MPa | 145 | 175 | 220 | 380
热导率 | W/m·K | 35 | 45 | 30 | 40
热膨胀系数(20–1000°C) | 10⁻⁶/K | 2.0 | 2.8 | 3.5 | 2.8
最大使用温度(气氛 / 惰性气体 / 高真空) | °C | 900 / 1750 / 1750 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800
室温电阻率 | Ω·cm | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³
典型应用 | – | 粉末冶金、金属铸造、高温炉部件、坩埚、贵金属和特殊合金的铸模、高温支撑、熔融金属的喷嘴或输送管。
氧化锆陶瓷喷嘴的指标指标 | 项目 | 单位 | MSZ-H | MSZ-L | 定制
主要成分 | ZrO₂ | % | ≥95 | ≥95 | 60–95
主要成分 | Al₂O₃ | % | ≤0.2 | ≤0.2 | 0.2–20
主要成分 | SiO₂ | % | ≤0.4 | ≤0.4 | 0.2–1
主要成分 | MgO | % | ≤2.9 | ≤2.9 | MgO / Y₂O₃
主要成分 | Fe₂O₃ | % | ≤0.1 | ≤0.1 | 0.1–0.3
主要成分 | TiO₂ | % | ≤0.1 | ≤0.1 | 0.1–1.0
物理特性 | 颜色 | – | 黄色 | 黄色 | 黄色 / 白色
物理特性 | 密度 | g/cm³ | ≤5.2 | 5.4–5.6 | 4.6–5.6
物理特性 | 孔隙率 | % | ≤18.5 | ≤8 | 1–18.5
稳定剂、颗粒组成和孔隙率可以根据特定的操作环境进行定制。
特性 / 技术规格- 1500°C以上的高温耐受性
- 耐磨和耐腐蚀性
- 化学惰性
- 可根据特定应用定制的组成和孔隙率
- 适用于粉末冶金、金属铸造、增材制造和高温炉部件