Material compuesto de alumina cerámica endurecida con zirconio ZTA con alta dureza y resistencia al impacto

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO

La alúmina reforzada con zirconio, comúnmente conocida como ZTA, es una cerámica compuesta de alúmina-zirconio desarrollada para aplicaciones donde se deben considerar tanto la abrasión como el impacto. La matriz de alúmina proporciona dureza y resistencia al desgaste, mientras que la fase de zirconio mejora la tenacidad a la fractura y ayuda a que la cerámica resista el astillado relacionado con el impacto.

Para aplicaciones de protección contra el desgaste, la ZTA se puede fabricar como baldosas individuales o bloques cerámicos relativamente grandes. Estos componentes cerámicos se pueden suministrar por separado o combinados con caucho y una placa de soporte de acero opcional para formar revestimientos reemplazables para tolvas, depósitos, contenedores y equipos de transferencia.

¿Por qué combinar alúmina y zirconio?

La cerámica de alúmina convencional se utiliza ampliamente en aplicaciones de abrasión por deslizamiento debido a su dureza y rendimiento de desgaste estable. Sin embargo, la cerámica es inherentemente frágil y los grados de alúmina estándar pueden agrietarse o astillarse cuando se exponen a impactos repetidos de partículas grandes o afiladas.

La ZTA utiliza alúmina como fase cerámica principal e introduce zirconio para mejorar la tenacidad. El propósito no es reemplazar la alúmina en todas las aplicaciones, sino proporcionar otra opción para posiciones donde las baldosas de desgaste de alúmina ordinaria experimentan daños prematuros por impacto.

Por lo tanto, la elección entre alúmina y ZTA debe basarse en el mecanismo de desgaste real:

• La alúmina estándar se usa comúnmente para abrasión por deslizamiento con impacto limitado.
• La ZTA se adapta mejor a posiciones con abrasión combinada e impacto repetido.
• Se pueden considerar revestimientos ZTA con respaldo de caucho cuando se requiere amortiguación adicional contra impactos.
• Los paneles con respaldo de acero son útiles cuando el revestimiento necesita ser fijado mecánicamente y reemplazado.

De material ZTA a un revestimiento de desgaste terminado

La cerámica blanca visible en la superficie de desgaste es el componente ZTA. Soporta la mayor parte del contacto abrasivo del material transportado.

Para el revestimiento de bloques grandes que se muestra en las imágenes del producto, los bloques cerámicos ZTA están dispuestos sobre un respaldo de caucho. Se puede agregar una placa de acero detrás del caucho cuando se requiere un panel rígido y montado mecánicamente.

Las capas realizan diferentes funciones:

• La cerámica ZTA forma la superficie dura y resistente al desgaste.
• El caucho amortigua el impacto y ayuda a distribuir el estrés local.
• El respaldo de acero soporta el panel completo y proporciona una base de montaje.

La cerámica también se puede suministrar sin caucho o acero cuando los clientes necesitan bloques de desgaste individuales para adherirlos a equipos existentes.

¿Por qué usar bloques cerámicos ZTA grandes?

Un revestimiento hecho de bloques cerámicos más grandes tiene menos juntas que uno hecho de muchas baldosas pequeñas. En superficies de equipos planas o suavemente curvas, esto proporciona una cara de desgaste más continua y reduce el número de líneas de junta expuestas al flujo de material.

Los bloques grandes a menudo se consideran para zonas de impacto definidas, como el área directamente debajo de una abertura de alimentación o el lado exterior de una tolva de transferencia.

No son automáticamente adecuados para todas las superficies. Las baldosas más pequeñas normalmente siguen los perfiles de equipos curvos o irregulares con mayor precisión. Por lo tanto, las dimensiones de la cerámica deben seleccionarse de acuerdo con la forma del equipo, la dirección del impacto y el espacio de instalación disponible.

Estructuras de producto disponibles

Baldosas o bloques cerámicos ZTA individuales

Los componentes cerámicos ZTA se pueden suministrar por separado para adherirlos a equipos de acero. Su forma, grosor y dimensiones se pueden personalizar según el área de desgaste.

Revestimiento de cerámica y caucho ZTA

Los bloques cerámicos se combinan con un respaldo de caucho para formar un revestimiento compuesto flexible. Esta versión normalmente se adhiere a una superficie de acero preparada.

Revestimiento de cerámica, caucho y acero ZTA

Se agrega una placa de soporte de acero detrás del caucho. El panel completo se puede fabricar con pernos, espárragos, orificios de montaje u otros arreglos de fijación mecánica.

La estructura apropiada depende del nivel de impacto, la condición del equipo, el método de instalación, el acceso de mantenimiento y el arreglo de reemplazo requerido.

Propiedades típicas de la cerámica ZTA

Los valores anteriores son parámetros típicos para el componente cerámico ZTA. Los valores finales deben seguir el grado de material confirmado y la especificación del pedido.

Dimensiones típicas del producto

Las dimensiones estándar se enumeran como referencia. El tamaño de la cerámica, el grosor del panel, el respaldo de acero, los orificios de montaje, los espárragos y los perfiles de los bordes se pueden ajustar para el área de instalación.

Dónde se utilizan los revestimientos ZTA de bloques grandes

Los revestimientos cerámicos ZTA de bloques grandes se consideran generalmente para equipos donde las partículas abrasivas golpean o se deslizan sobre un área de desgaste definida, que incluye:

• Tolvas de transferencia
• Tolvas de alimentación
• Depósitos de almacenamiento
• Puntos de descarga de material
• Secciones de alimentación de trituradoras
• Alimentadores vibratorios
• Estaciones de transferencia de cintas transportadoras
• Equipos de minería y procesamiento de minerales
• Sistemas de manejo de cemento y carbón
• Otras zonas de impacto y abrasión

La estructura correcta depende de más que del nombre de la industria. Se deben considerar el tamaño de las partículas, la altura de caída, el volumen del material, el ángulo de impacto, la temperatura de operación y la condición del acero de soporte.

Selección de la estructura de cerámica y respaldo

Un bloque cerámico más grueso o más grande no siempre es la mejor solución. Los bloques grandes reducen las juntas, pero también requieren un soporte adecuado debajo de toda la superficie cerámica. Si la superficie de respaldo es irregular, parte de la cerámica puede quedar sin soporte y volverse vulnerable a agrietarse.

El grosor del caucho debe seleccionarse según el nivel de impacto y la flexibilidad requerida. El respaldo de acero es útil para paneles mecánicamente reemplazables, pero agrega peso y requiere un espacio de montaje adecuado.

Para equipos con condiciones de desgaste mixtas, se pueden usar diferentes materiales cerámicos en diferentes zonas. La ZTA puede proteger el área de impacto principal, mientras que la cerámica de alúmina convencional puede ser suficiente para posiciones de desgaste por deslizamiento de bajo impacto.

Puntos de instalación

Antes de instalar un revestimiento adherido, la superficie de acero de soporte debe limpiarse y verificarse si hay deformaciones. El aceite, el óxido, la cascarilla suelta y el adhesivo viejo pueden reducir la fiabilidad de la adhesión.

Los paneles fijados mecánicamente deben instalarse de manera que los pernos, espárragos y bordes del panel no queden expuestos en los puntos de desgaste. La orientación del revestimiento debe seguir la dirección del flujo del material, particularmente alrededor de las aberturas de alimentación y las áreas de transición.

Los siguientes detalles deben verificarse durante la instalación:

• Dirección del impacto del material
• Orientación de la junta del panel
• Soporte debajo de los bloques cerámicos
• Acero expuesto alrededor de los bordes del panel
• Posición del perno o espárrago
• Espacio libre alrededor de puertas y aberturas de inspección
• Acceso para reemplazo futuro del revestimiento

Temperatura de operación

La resistencia a la temperatura de la cerámica ZTA en sí es mucho mayor que la del revestimiento compuesto completo. Una temperatura como 1700 °C no debe tratarse como la temperatura de operación admisible de un ensamblaje de cerámica-caucho o cerámica-caucho-acero.

El límite de temperatura real depende del compuesto de caucho, el adhesivo, el respaldo de acero y el método de montaje. Estos materiales deben seleccionarse según la temperatura de operación confirmada.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia la ZTA de la cerámica de alúmina convencional?

La ZTA contiene zirconio dentro de una matriz de alúmina. Conserva una alta dureza al tiempo que proporciona una mayor tenacidad a la fractura, lo que la hace más adecuada para posiciones expuestas a impacto y abrasión combinados.

¿Se pueden suministrar bloques cerámicos ZTA sin respaldo de caucho?

Sí. Las baldosas o bloques cerámicos ZTA individuales se pueden suministrar para adherirlos a equipos de acero existentes o para su uso en componentes de desgaste personalizados.

¿Por qué se utilizan bloques cerámicos grandes?

Los bloques grandes reducen el número de juntas y proporcionan una superficie de desgaste más continua en áreas planas o suavemente curvas. Las baldosas más pequeñas pueden ser más adecuadas para superficies complejas o bruscamente curvas.

¿Se debe seleccionar un revestimiento con respaldo de caucho o con respaldo de acero?

Los revestimientos con respaldo de caucho generalmente se adhieren directamente al equipo. Los revestimientos con respaldo de acero proporcionan una base de montaje rígida y se adaptan mejor a instalaciones atornilladas o mecánicamente reemplazables.

¿Se puede usar el revestimiento completo a 1700 °C?

No. Esa temperatura se relaciona con el comportamiento del material cerámico en condiciones específicas. La temperatura admisible del revestimiento completo está limitada por su caucho, adhesivo, respaldo de acero y estructura de instalación.

¿Se pueden personalizar las dimensiones del revestimiento?

Sí. Las dimensiones de la cerámica, el grosor del caucho, el grosor de la placa de acero, el tamaño del panel, los orificios de fijación, los espárragos y la disposición de la cerámica se pueden producir según los dibujos confirmados.

ELACERA suministra baldosas cerámicas ZTA, bloques de desgaste grandes y revestimientos compuestos cerámicos para equipos expuestos a impacto y abrasión combinados. La estructura y las dimensiones del producto se seleccionan según la posición de desgaste y los requisitos de instalación.