Materiais compostos de alumínio-circónio de cerâmica endurecida de zircônio ZTA com alta dureza e resistência a impactos

DESCRIÇÃO DO PRODUTO

A alumina reforçada com zircônia, comumente conhecida como ZTA, é uma cerâmica compósita de alumina-zircônia desenvolvida para aplicações onde tanto a abrasão quanto o impacto devem ser considerados. A matriz de alumina fornece dureza e resistência ao desgaste, enquanto a fase de zircônia melhora a tenacidade à fratura e ajuda a cerâmica a resistir a lascas relacionadas ao impacto.

Para aplicações de proteção contra desgaste, a ZTA pode ser fabricada como pastilhas individuais ou blocos cerâmicos relativamente grandes. Esses componentes cerâmicos podem ser fornecidos separadamente ou combinados com borracha e uma placa de aço opcional para formar revestimentos substituíveis para calhas, tremonhas, silos e equipamentos de transferência.

Por que Combinar Alumina e Zircônia?

A cerâmica de alumina convencional é amplamente utilizada em aplicações de abrasão por deslizamento devido à sua dureza e desempenho de desgaste estável. No entanto, a cerâmica é inerentemente quebradiça, e os graus de alumina padrão podem rachar ou lascar quando expostos a impactos repetidos de partículas grandes ou pontiagudas.

A ZTA usa alumina como a principal fase cerâmica e introduz zircônia para melhorar a tenacidade. O propósito não é substituir a alumina em todas as aplicações, mas fornecer outra opção para posições onde as pastilhas de desgaste de alumina comuns sofrem danos prematuros devido ao impacto.

A escolha entre alumina e ZTA deve, portanto, ser baseada no mecanismo de desgaste real:

• A alumina padrão é comumente usada para abrasão por deslizamento com impacto limitado.
• A ZTA é mais adequada para posições com abrasão combinada e impacto repetido.
• Revestimentos de ZTA com suporte de borracha podem ser considerados quando é necessário amortecimento de impacto adicional.
• Painéis com suporte de aço são úteis quando o revestimento precisa ser fixado mecanicamente e substituído.

Da Material ZTA a um Revestimento de Desgaste Acabado

A cerâmica branca visível na superfície de desgaste é o componente ZTA. Ela suporta a maior parte do contato abrasivo do material transportado.

Para o revestimento de blocos grandes mostrado nas imagens do produto, os blocos cerâmicos ZTA são dispostos em um suporte de borracha. Uma placa de aço pode ser adicionada atrás da borracha quando um painel rígido e montado mecanicamente é necessário.

As camadas desempenham funções diferentes:

• A cerâmica ZTA forma a superfície dura e resistente ao desgaste.
• A borracha amortece o impacto e ajuda a distribuir a tensão local.
• O suporte de aço sustenta o painel completo e fornece uma base de montagem.

A cerâmica também pode ser fornecida sem borracha ou aço quando os clientes precisam de blocos de desgaste individuais para colagem em equipamentos existentes.

Por que Usar Grandes Blocos Cerâmicos ZTA?

Um revestimento feito de blocos cerâmicos maiores tem menos juntas do que um feito de muitas pastilhas pequenas. Em superfícies de equipamentos planas ou suavemente curvas, isso fornece uma face de desgaste mais contínua e reduz o número de linhas de junta expostas ao fluxo de material.

Grandes blocos são frequentemente considerados para zonas de impacto definidas, como a área diretamente abaixo de uma abertura de alimentação ou o lado externo de uma calha de transferência.

Eles não são automaticamente adequados para todas as superfícies. Pastilhas menores normalmente seguem perfis de equipamentos curvos ou irregulares com mais precisão. As dimensões da cerâmica devem, portanto, ser selecionadas de acordo com a forma do equipamento, a direção do impacto e o espaço de instalação disponível.

Estruturas de Produto Disponíveis

Pastilhas ou Blocos Cerâmicos ZTA Individuais

Componentes cerâmicos ZTA podem ser fornecidos separadamente para colagem em equipamentos de aço. Sua forma, espessura e dimensões podem ser personalizadas de acordo com a área de desgaste.

Revestimento de Cerâmica ZTA e Borracha

Os blocos cerâmicos são combinados com um suporte de borracha para formar um revestimento compósito flexível. Esta versão é normalmente colada a uma superfície de aço preparada.

Revestimento de Cerâmica ZTA, Borracha e Aço

Uma placa de aço é adicionada atrás da borracha. O painel completo pode ser fabricado com parafusos, prisioneiros, furos de montagem ou outros arranjos de fixação mecânica.

A estrutura apropriada depende do nível de impacto, condição do equipamento, método de instalação, acesso de manutenção e arranjo de substituição necessário.

Propriedades Típicas da Cerâmica ZTA

Os valores acima são parâmetros típicos para o componente cerâmico ZTA. Os valores finais devem seguir o grau de material confirmado e a especificação do pedido.

Dimensões Típicas do Produto

As dimensões padrão são listadas para referência. O tamanho da cerâmica, a espessura do painel, o suporte de aço, os furos de montagem, os prisioneiros e os perfis de borda podem ser ajustados para a área de instalação.

Onde Revestimentos ZTA de Blocos Grandes São Usados

Revestimentos cerâmicos ZTA de blocos grandes são geralmente considerados para equipamentos onde partículas abrasivas atingem ou deslizam sobre uma área de desgaste definida, incluindo:

• Calhas de transferência
• Tremonhas de alimentação
• Silos de armazenamento
• Pontos de descarga de material
• Seções de alimentação de britadores
• Alimentadores vibratórios
• Estações de transferência de correias transportadoras
• Equipamentos de mineração e processamento mineral
• Sistemas de manuseio de cimento e carvão
• Outras zonas de impacto e abrasão

A estrutura correta depende de mais do que o nome da indústria. O tamanho das partículas, a altura de queda, o volume do material, o ângulo de impacto, a temperatura de operação e a condição do aço de suporte devem ser considerados.

Seleção da Estrutura Cerâmica e de Suporte

Um bloco cerâmico mais espesso ou maior nem sempre é a melhor solução. Blocos grandes reduzem as juntas, mas também exigem suporte adequado sob toda a superfície cerâmica. Se a superfície de suporte for irregular, parte da cerâmica pode ficar sem suporte e ficar vulnerável a rachaduras.

A espessura da borracha deve ser selecionada de acordo com o nível de impacto e a flexibilidade necessária. O suporte de aço é útil para painéis mecanicamente substituíveis, mas adiciona peso e requer espaço de montagem adequado.

Para equipamentos com condições de desgaste mistas, diferentes materiais cerâmicos podem ser usados em diferentes zonas. A ZTA pode proteger a área de impacto principal, enquanto a cerâmica de alumina convencional pode ser suficiente para posições de desgaste por deslizamento de menor impacto.

Pontos de Instalação

Antes de instalar um revestimento colado, a superfície de aço de suporte deve ser limpa e verificada quanto a deformações. Óleo, ferrugem, incrustações soltas e adesivo antigo podem reduzir a confiabilidade da colagem.

Painéis fixados mecanicamente devem ser instalados de forma que os parafusos, prisioneiros e bordas do painel não fiquem expostos a pontos de desgaste. A orientação do revestimento deve seguir a direção do fluxo do material, particularmente em torno das aberturas de alimentação e áreas de transição.

Os seguintes detalhes devem ser verificados durante a instalação:

• Direção do impacto do material
• Orientação da junta do painel
• Suporte sob os blocos cerâmicos
• Aço exposto ao redor das bordas do painel
• Posição do parafuso ou prisioneiro
• Folga ao redor de portas e aberturas de inspeção
• Acesso para futura substituição do revestimento

Temperatura de Operação

A resistência à temperatura da cerâmica ZTA em si é muito maior do que a do revestimento compósito completo. Uma temperatura como 1700°C não deve ser tratada como a temperatura operacional permitida de uma montagem cerâmica-borracha ou cerâmica-borracha-aço.

O limite de temperatura real depende do composto de borracha, adesivo, suporte de aço e método de montagem. Esses materiais devem ser selecionados de acordo com a temperatura operacional confirmada.

FAQ

Como a ZTA difere da cerâmica de alumina convencional?

A ZTA contém zircônia dentro de uma matriz de alumina. Ela mantém alta dureza, ao mesmo tempo que fornece maior tenacidade à fratura, tornando-a mais adequada para posições expostas a impacto e abrasão combinados.

Os blocos cerâmicos ZTA podem ser fornecidos sem suporte de borracha?

Sim. Pastilhas ou blocos cerâmicos ZTA individuais podem ser fornecidos para colagem em equipamentos de aço existentes ou para uso em componentes de desgaste personalizados.

Por que blocos cerâmicos grandes são usados?

Blocos grandes reduzem o número de juntas e fornecem uma superfície de desgaste mais contínua em áreas planas ou suavemente curvas. Pastilhas menores podem ser mais adequadas para superfícies complexas ou acentuadamente curvas.

Um revestimento com suporte de borracha ou com suporte de aço deve ser selecionado?

Revestimentos com suporte de borracha são geralmente colados diretamente ao equipamento. Revestimentos com suporte de aço fornecem uma base de montagem rígida e são mais adequados para instalações aparafusadas ou mecanicamente substituíveis.

O revestimento completo pode ser usado a 1700°C?

Não. Essa temperatura se refere ao comportamento do material cerâmico sob condições específicas. A temperatura permissível do revestimento completo é limitada por sua borracha, adesivo, suporte de aço e estrutura de instalação.

As dimensões do revestimento podem ser personalizadas?

Sim. Dimensões da cerâmica, espessura da borracha, espessura da placa de aço, tamanho do painel, furos de fixação, prisioneiros e layout da cerâmica podem ser produzidos de acordo com desenhos confirmados.

A ELACERA fornece pastilhas cerâmicas ZTA, grandes blocos de desgaste e revestimentos compósitos cerâmicos para equipamentos expostos a impacto e abrasão combinados. A estrutura e as dimensões do produto são selecionadas de acordo com a posição de desgaste e os requisitos de instalação.