Os bicos de cerâmica de nitreto de boro e zircônia são componentes essenciais em vários processos de metalurgia do pó (PM), escolhidos com base no tipo de materiais metálicos envolvidos. Esses bicos de cerâmica avançados são projetados para oferecer alto desempenho em ambientes industriais exigentes.
Principais características dos bicos de cerâmica- Resistência a altas temperaturas: Suporta temperaturas acima de 1500°C de metais fundidos ou chamas de plasma.
- Resistência ao desgaste: Resiste à erosão do fluxo de pó ou gás, garantindo operação a longo prazo.
- Inércia química: Não reage com metais ou gases ativos, mantendo a estabilidade em ambientes agressivos.
Aplicações em diferentes estágios da metalurgia do póEstágio | Processo | Funções dos bicos | Bicos de cerâmica | Metais típicos
Preparação de pó | Atomização a gás | Um gás inerte de alta pressão (como nitrogênio ou argônio) impacta o fluxo de metal fundido para formar pó fino; os bicos de cerâmica controlam o fluxo e o tamanho das partículas. | Nitreto de boro e zircônia | Metais de alta pureza ou reativos, como titânio e ligas à base de níquel.
Preparação de pó | Atomização com água | Os bicos de cerâmica oferecem resistência à corrosão e controle preciso do fluxo. | Zircônia | Usado na atomização com água de alta pressão para preparar pós de baixo custo, como pós à base de ferro.
Pulverização ou deposição de pó | Pulverização térmica | Durante a preparação de revestimentos ou pré-formas (por exemplo, pulverização a plasma ou HVOF), os bicos de cerâmica pulverizam pós metálicos em substratos para formar revestimentos densos. | Nitreto de boro e zircônia | Aplicável a todos os pós metálicos.
Transporte e tratamento de pó | Leito fluidizado ou transporte pneumático | Os bicos de cerâmica são usados para controlar o fluxo de gás, dispersar ou transportar uniformemente os pós e prevenir aglomeração ou entupimento. | Nitreto de boro e zircônia | Tungstênio, molibdênio, ferro, cobalto, níquel, alumínio, titânio, tântalo e outros pós metálicos ativos.
Tratamento após sinterização | Resfriamento ou controle de atmosfera | Os bicos de cerâmica pulverizam gases inertes (por exemplo, hidrogênio, nitrogênio) ou meios de resfriamento para controlar atmosferas de fornos e acelerar o resfriamento das peças para evitar oxidação. | Nitreto de boro e zircônia | Pós metálicos de alto desempenho, como aço rápido, ligas de titânio e pós amorfos/vidros metálicos.
Impressão 3D (por exemplo, Binder Jetting) | – | Os bicos de cerâmica são usados para pulverizar com precisão aglutinantes ou lamas metálicas. | Nitreto de boro e zircônia | Aplicações de manufatura aditiva em metalurgia do pó.
Desengorduramento ou limpeza | – | Os bicos de cerâmica são usados para remover aglutinantes temporários ou pó residual de compactos. | Zircônia | Titânio e suas ligas, superligas à base de níquel, ligas de alumínio, ligas de cobalto-cromo, metais refratários (tungstênio, tântalo, molibdênio), metais preciosos (ouro, prata, platina) e ligas de alta entropia.
Propriedades dos bicos de cerâmica de nitreto de boroPropriedades | Unidades | BMA | BSC | BMZ | BSN
Composição principal | – | BN + Zr + Al | BN + SiC | BN + ZrO₂ | BN + Si₃N₄
Cor | – | Grafite branco | Verde acinzentado | Grafite branco | Cinza escuro
Densidade | g/cm³ | 2,25–2,35 | 2,4–2,5 | 2,8–2,9 | 2,2–2,3
Resistência à flexão em três pontos | MPa | 65 | 80 | 90 | 150
Resistência à compressão | MPa | 145 | 175 | 220 | 380
Condutividade térmica | W/m·K | 35 | 45 | 30 | 40
Coeficiente de expansão térmica (20–1000°C) | 10⁻⁶/K | 2,0 | 2,8 | 3,5 | 2,8
Temperatura máxima de uso (atmosfera / gás inerte / alto vácuo) | °C | 900 / 1750 / 1750 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800 | 900 / 1800 / 1800
Resistividade elétrica à temperatura ambiente | Ω·cm | >10¹³ | >10¹² | >10¹² | >10¹³
Aplicações típicas | – | Metalurgia do pó, fundição de metais, componentes de fornos de alta temperatura, cadinhos, moldes de fundição para ligas preciosas e especiais, suportes de alta temperatura, e bicos ou tubos de transporte para metais fundidos.
Indicadores dos bicos de cerâmica de zircôniaIndicadores | Item | Unidades | MSZ-H | MSZ-L | Personalizado
Composição principal | ZrO₂ | % | ≥95 | ≥95 | 60–95
Composição principal | Al₂O₃ | % | ≤0,2 | ≤0,2 | 0,2–20
Composição principal | SiO₂ | % | ≤0,4 | ≤0,4 | 0,2–1
Composição principal | MgO | % | ≤2,9 | ≤2,9 | MgO / Y₂O₃
Composição principal | Fe₂O₃ | % | ≤0,1 | ≤0,1 | 0,1–0,3
Composição principal | TiO₂ | % | ≤0,1 | ≤0,1 | 0,1–1,0
Propriedades físicas | Cor | – | Amarelo | Amarelo | Amarelo / Branco
Propriedades físicas | Densidade | g/cm³ | ≤5,2 | 5,4–5,6 | 4,6–5,6
Propriedades físicas | Porosidade | % | ≤18,5 | ≤8 | 1–18,5
Os estabilizadores, a composição dos grãos e a porosidade podem ser personalizados de acordo com ambientes operacionais específicos.
Características / Especificações técnicas- Resistência a altas temperaturas acima de 1500°C
- Resistência ao desgaste e à corrosão
- Inércia química
- Composição e porosidade personalizáveis para aplicações específicas
- Adequado para metalurgia do pó, fundição de metais, manufatura aditiva e componentes de fornos de alta temperatura