Anillos Cerámicos de Silicon Nitride sirven de asientos de desgaste, caras de sello, espaciadores y pistas de rodamiento. La mayoría son simples en su contorno y extremadamente exigentes en las dos caras planas.
Los anillos de nitruro de silicio se usan como pistas de rodamiento y anillos de sello donde el servicio combina carga, velocidad y choque térmico. La tenacidad de 6-8 MPa·m½ importa sobre todo aquí, porque una pista que se desconcha bajo un elemento rodante arrastra consigo a todo el conjunto.
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 exterior | 5-200 mm |
| Diámetro interior | 3-180 mm |
| Altura | 2-40 mm |
| Espesor de pared | 1-20 mm |
| Planitud de la cara | 0.005 mm |
| Paralelismo | 0.01 mm |
| Acabado de la cara de sello | Ra 0.05-0.1 µm lapeado |
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 anillos se cortan de tubo prensado o extrusionado, o se prensan individualmente, y luego se rectifican y lapean ambas caras juntas para que permanezcan paralelas. Las caras de sello se lapean a Ra 0.05-0.1 µm, y comprobamos la planitud bajo luz monocromática en lugar de con un comparador de dial.
Dónde se utiliza
- Caras de sello mecánico y anillos de acoplamiento en bombas y mezcladores
- Anillos de desgaste y discos de estrangulamiento en trim de válvulas
- Espaciadores aislantes en pilas de alta tensión
- Pistas de rodamiento para servicio corrosivo o de alta temperatura
- Espaciadores y calces de precisión en conjuntos ópticos y de metrología
Preguntas frecuentes
¿Qué planitud puede alcanzar una cara de sello?
Las caras de sello lapeadas se mantienen con una planitud de 0.005 mm o mejor, verificada bajo luz monocromática. Por debajo de unas 0.3 bandas de luz, el resultado depende más del método de lapeado que del material.
¿Suministran pares de sello apareados?
Sí. Un anillo giratorio y su asiento fijo se lapean como pareja para que las dos caras queden apareadas, lo que acorta el rodaje y reduce el riesgo de fugas iniciales.