Керамические стержни Silicon Nitride — это цилиндрические детали, используемые для фиксации, направления, дистанцирования или изоляции. Геометрия проста; требования к допускам — редко.
Стержни Silicon Nitride применяют там, где стержень несёт нагрузку на скорости и при температуре, например сварочные штифты и установочные элементы в горячих приспособлениях. Прочность 700-900 MPa и вязкость 6-8 MPa·m½ допускают контакт и термоциклирование, которые сломали бы Alumina или стекло в той же работе.
Silicon Nitride сочетает высокую прочность 700-900 MPa с вязкостью 6-8 MPa·m½ при плотности всего 3.2 g/cm³. Он выдерживает тепловой удар, который раскалывает большинство керамик, сопротивляется расплавам цветных металлов, а мелкое зерно позволяет получать поверхности класса подшипников.
Это один из более дорогих вариантов, и, в отличие от SiC, его теплопроводность скромная — 25-35 W/m·K, поэтому его выбирают ради механической надёжности, а не для отвода тепла.
Характеристики
| Диапазон диаметров | 1-60 mm |
| Длина | up to 500 mm |
| Допуск диаметра | ±0.01 mm standard, ±0.002 mm ground |
| Прямолинейность | 0.02 mm per 100 mm |
| Шероховатость поверхности | Ra 0.4 µm as ground, Ra 0.05 µm polished |
| Конфигурация торца | chamfered, radiused, flat, stepped or threaded |
ХарактеристикиSilicon Nitride
| Состав | Gas-pressure sintered silicon nitride |
| Плотность | 3.20-3.25 g/cm³ |
| Твёрдость по Виккерсу | 1500-1600 HV |
| Прочность на изгиб | 700-900 MPa |
| Вязкость разрушения | 6-8 MPa·m½ |
| Максимальная рабочая температура | 1000°C (1200°C short term) |
| Теплопроводность | 25-35 W/m·K |
| Тепловое расширение (20-1000°C) | 3.2 ×10⁻⁶/K |
Обработка и допуски
Стержни подвергают бесцентровому шлифованию из экструдированной или изостатически спрессованной заготовки, затем доводят или полируют. Прямолинейность — самое сложное требование для длинных деталей, и мы проверяем её по всей длине, а не по двум концам, поскольку прогнутый стержень может укладываться в допуск на обоих концах и всё равно заклинить в работе.
Области применения
- Направляющие и установочные штифты в приспособлениях и сборочном оборудовании
- Изолирующие валы в печах, нагревателях и аналитических приборах
- Штоки плунжеров и толкатели клапанов в дозирующих насосах
- Износостойкие ролики и нитенаправители в текстильных и проволочных машинах
- Дистанционные втулки и стойки в высоковольтных и вакуумных сборках
Часто задаваемые вопросы
Насколько прямым можно изготовить керамический стержень?
Прямолинейность удерживается на уровне 0.02 mm на 100 mm как рабочий стандарт. Мы измеряем по всей длине, а не по двум концам, поскольку именно это условие определяет, заклинит ли стержень в отверстии.
Можно ли нанести буртик, резьбу или поперечное отверстие на керамический стержень?
Да. Уступы, буртики и поперечные отверстия шлифуются в заготовке. Острых внутренних углов в конструкции следует избегать, поскольку они концентрируют напряжение в хрупком материале, поэтому всегда используется радиус.