Émbolos Cerámicos de Silicon Nitride recíprocan dentro de un taladro, desplazando fluido o transmitiendo movimiento. Se emplean donde el acero marcaría, se corroería o desgastaría el taladro.
Los émbolos de nitruro de silicio convienen a servicio de alta presión con vibración y ciclo térmico, incluida inyección diésel y dosificación de fluidos calientes. La baja densidad reduce la masa recíproca y la tenacidad tolera los picos de presión que rompen un émbolo frágil.
El nitruro de silicio combina una alta resistencia de 700-900 MPa con una tenacidad de 6-8 MPa·m½ a solo 3.2 g/cm³. Sobrevive al choque térmico que agrieta la mayoría de las cerámicas, resiste metales fundidos no férreos, y su grano fino permite acabados de grado rodamiento.
Es una de las opciones más costosas, y a diferencia de SiC su conductividad térmica es modesta, 25-35 W/m·K, por lo que se especifica por su fiabilidad mecánica más que por la disipación de calor.
Especificaciones
| Diámetro | 5-80 mm |
| Longitud | hasta 400 mm |
| Cilindricidad | 0.005 mm |
| Tolerancia de diámetro | ±0.005 mm rectificado |
| Acabado superficial | Ra 0.4 µm rectificado, Ra 0.2 µm pulido |
| Rectitud | 0.02 mm por 100 mm |
| Forma del extremo | plano, abovedado, ranurado o roscado |
Especificaciones deSilicon Nitride
| Composición | Gas-pressure sintered silicon nitride |
| Densidad | 3.20-3.25 g/cm³ |
| Dureza Vickers | 1500-1600 HV |
| Resistencia a la flexión | 700-900 MPa |
| Tenacidad de fractura | 6-8 MPa·m½ |
| Temperatura máxima de servicio | 1000°C (1200°C corto plazo) |
| Conductividad térmica | 25-35 W/m·K |
| Dilatación térmica (20-1000°C) | 3.2 ×10⁻⁶/K |
Mecanizado y tolerancias
Los émbolos se rectifican sin centros y luego se lapean hasta el tamaño y acabado. El acabado superficial importa más de lo que sugiere la cifra: un émbolo pulido a Ra 0.2 µm superará con holgura a uno a Ra 0.4 µm porque deja de abrasar el sello.
Dónde se utiliza
- Émbolos de bomba de alta presión en chorro de agua y dosificación
- Pistones de bomba dosificadora en dosificación química y farmacéutica
- Pistones de válvula y dispensación en equipos de llenado
- Componentes de bomba en HPLC e instrumentos analíticos
- Pistones de desgaste para servicio de lodos y fluidos abrasivos
Preguntas frecuentes
¿Qué acabado recomiendan para una cara de rodadura del sello?
Ra 0.2 µm pulido, y más liso donde el material del sello lo permita. Los sellos fallan por abrasión mucho antes de que se desgaste la propia cerámica, por lo que el mejor valor en un émbolo suele estar en el acabado y no en el grado.
¿Puede unirse el émbolo a un accionamiento metálico?
Sí, y merece la pena diseñarlo con cuidado. Recomendamos una interfaz flexible o una unión encolada que no someta a la cerámica a tracción, ya que la cerámica soporta compresión mucho mejor que tracción o flexión.