Elementi di fissaggio a vite in ceramica di allumina: la soluzione di fissaggio non metallica ad alte prestazioni
I dispositivi di fissaggio a vite in ceramica di allumina di Puwei sono progettati per superare le prestazioni dei tradizionali dispositivi di fissaggio in metallo nelle applicazioni più impegnative. Realizzati in ossido di alluminio di elevata purezza (Al₂O₃), questi elementi di fissaggio combinano eccezionale resistenza alla temperatura, eccezionale inerzia chimica, eccellente isolamento elettrico ed elevata resistenza meccanica in un pacchetto leggero e non magnetico. Costituiscono la scelta ideale per le industrie in cui ambienti estremi, corrosione, isolamento elettrico o riduzione del peso rappresentano vincoli di progettazione critici, poiché fungono da COMPONENTI CERAMICI affidabili e durevoli in assemblaggi complessi.
Perché scegliere i dispositivi di fissaggio in ceramica di allumina?
- Resistenza a temperature estreme e shock termici (fino a 1650°C): mantiene l'integrità meccanica e la forza di serraggio in forni ad alta temperatura, vani motore e ambienti aerospaziali dove i metalli si ammorbidirebbero o si romperebbero.
- Resistenza superiore alla corrosione e agli agenti chimici: inerte a una vasta gamma di acidi, alcali, solventi e sali. Ideale per apparecchiature chimiche, marine e semiconduttori, eliminando il rischio di corrosione galvanica e contaminazione.
- Eccellente isolamento elettrico e proprietà non magnetiche: fornisce un perfetto isolamento elettrico, prevenendo correnti parassite e cortocircuiti. Essenziale per proteggere i componenti di moduli ad alta frequenza , apparecchiature MRI e microelettronica sensibile dove l'interferenza magnetica è inaccettabile.
- Elevata durezza ed eccezionale resistenza all'usura: una durezza superiore a 80 HRA garantisce un'usura minima della filettatura e grippaggio, anche in ambienti con vibrazioni elevate o abrasivi, garantendo una maggiore durata e un funzionamento affidabile e senza manutenzione.
- Leggero ed elevato rapporto resistenza/peso: notevolmente più leggero dell'acciaio (densità ~3,9 g/cm³), contribuisce alla riduzione complessiva del peso nei settori aerospaziale, automobilistico e dell'elettronica portatile senza compromettere la resistenza.
- Biocompatibile e chimicamente inerte: adatto per apparecchiature mediche e di lavorazione alimentare, dove la purezza del materiale, la non tossicità e la facilità di sterilizzazione sono fondamentali.
Specifiche tecniche e proprietà dei materiali
Gli elementi di fissaggio in ceramica di Puwei sono disponibili in diversi gradi di purezza dell'allumina per soddisfare i requisiti di prestazioni e budget. Le specifiche standard per Al₂O₃ al 99,5% sono elencate di seguito.
Proprietà materiali e fisiche
- Materiale: ossido di alluminio ad elevata purezza (Al₂O₃), purezza 96%, 99,5% o 99,8%.
- Colore: Bianco/Avorio
- Densità: 3,7 – 3,9 g/cm³
- Assorbimento d'acqua: 0% (completamente denso)
Proprietà meccaniche
- Durezza (Rockwell A): 80 – 90 HRA (≈ 1500-1700 HV)
- Resistenza alla flessione: 300 – 400 MPa
- Resistenza alla compressione: > 2000 MPa
- Modulo di Young (elasticità): 300 – 380 GPa
- Resistenza alla frattura (K1C): 3,5 – 4,5 MPa·m¹/²
Proprietà termiche ed elettriche
- Temperatura massima di utilizzo continuo: 1500°C – 1650°C
- Conducibilità termica: 20 – 30 W/(m·K)
- Coefficiente di dilatazione termica (CTE): 6,5 – 7,5 x 10⁻⁶/°C (20-800°C)
- Resistività del volume: > 10¹⁴ Ω·cm a 25°C
- Rigidità dielettrica: > 15 kV/mm
- Costante dielettrica (εr): ~9,5 @ 1 MHz
Resistenza chimica
Eccellente resistenza alla maggior parte degli acidi, alcali e solventi organici. Non consigliato per l'uso con acido fluoridrico (HF) e acido fosforico concentrato a caldo.
Migliori pratiche di progettazione per assemblaggio e installazione
Gli elementi di fissaggio in ceramica hanno requisiti di progettazione e manipolazione diversi rispetto ai metalli. Il rispetto di queste linee guida garantisce prestazioni ottimali e previene danni.
Considerazioni sulla progettazione
- Comprendere il comportamento dei materiali: le ceramiche sono dure e resistenti alla compressione, ma hanno una resistenza alla trazione e una resistenza alla frattura inferiori rispetto ai metalli. Progettati per evitare carichi di flessione, taglio o impatto puntuale.
- Evitare la concentrazione dello stress: utilizzare raccordi generosi ed evitare spigoli vivi nelle parti accoppiate. Assicurarsi che le superfici dei cuscinetti siano piane e parallele per distribuire il carico in modo uniforme.
- Tenere conto della dilatazione termica: il CET dell'allumina (~7 ppm/°C) differisce da quello dei metalli (ad esempio, acciaio ~11 ppm/°C). Nelle applicazioni ad alta temperatura, rispettare le distanze di progettazione o utilizzare rondelle conformi per consentire l'espansione differenziale.
- Specifiche di coppia: utilizzare sempre una chiave dinamometrica. Non superare i valori di coppia consigliati. Le filettature in ceramica sono resistenti ma possono essere danneggiate da un serraggio eccessivo. Utilizzare una coppia inferiore rispetto a quella degli elementi di fissaggio equivalenti in acciaio e, se necessario, fare affidamento su composti frenafiletti.
Procedura di installazione
- Ispezione: ispezionare visivamente gli elementi di fissaggio per eventuali scheggiature o crepe prima dell'installazione.
- Preparazione della filettatura: assicurarsi che le filettature di accoppiamento (in metallo o ceramica) siano pulite, sbavate e correttamente allineate. Si consiglia di utilizzare un lubrificante per filettature compatibile con l'applicazione (ad esempio, antigrippante per alte temperature) per ridurre l'attrito e prevenire il grippaggio.
- Manipolazione e attrezzatura:
- Utilizzare strumenti con ganasce morbide o inserire cuscinetti per evitare di rovinare la superficie ceramica.
- Non utilizzare mai avvitatori ad impatto.
- Applicare la coppia in modo costante e uniforme. Non strattonare né applicare forza improvvisa.
- Controllo finale: dopo il serraggio, non tentare di regolare ulteriormente o serrare eccessivamente, poiché ciò potrebbe compromettere l'integrità dell'elemento di fissaggio.
Scenari applicativi primari
1. Semiconduttori e apparecchiature per il vuoto
Utilizzato nella lavorazione di wafer, CVD, PVD e camere di incisione dove sono richiesti materiali di elevata purezza, non contaminanti e che non degassano. Proteggono elementi isolanti e schermi critici all'interno dell'ambiente sotto vuoto.
2. Forni ad alta temperatura e trattamenti termici
Ideale per assemblare elementi di forni, mattoni isolanti e supporti di elementi riscaldanti in forni, forni di sinterizzazione e apparecchiature per il trattamento termico, dove resistono all'ossidazione e ai cicli termici meglio delle leghe metalliche.
3. Elettronica elettrica ed elettrica
Proteggi le sbarre collettrici, i dissipatori di calore e i componenti nei dispositivi ad alta tensione e di potenza , fornendo un eccellente isolamento elettrico ed eliminando il rischio di cortocircuiti. Utilizzato anche nei gruppi di raffreddamento termoelettrici .
4. Lavorazioni chimiche e petrolchimiche
Impiegato in pompe, valvole, reattori e flange di tubi che gestiscono fluidi corrosivi. La loro inerzia chimica garantisce affidabilità a lungo termine in ambienti aggressivi dove l'acciaio inossidabile si corroderebbe.
5. Aerospaziale e difesa
Utilizzato in custodie di avionica, supporti di sensori e componenti di motori in cui le proprietà leggere, non magnetiche e ad alta temperatura sono fondamentali per prestazioni e sicurezza.
6. Strumentazione medica e analitica
Si trovano nelle macchine per risonanza magnetica, negli scanner TC, negli spettrometri di massa e negli strumenti chirurgici in cui i dispositivi di fissaggio non magnetici ed elettricamente isolanti sono essenziali per prevenire interferenze e garantire la sicurezza del paziente.
7. Automotive e nuova energia
Applicabile nei pacchi batteria dei veicoli elettrici, nell'elettronica di potenza e nei sensori in cui l'isolamento elettrico e la resistenza alle temperature e alle sostanze chimiche sotto il cofano sono vantaggiosi.
Personalizzazione e servizi OEM/ODM
Puwei è specializzata nella produzione di elementi di fissaggio in ceramica personalizzati per soddisfare i vostri esatti requisiti dimensionali, prestazionali e specifici dell'applicazione.
Le nostre capacità di personalizzazione includono:
- Gamma completa di tipi di elementi di fissaggio: viti a macchina, viti a esagono incassato, viti di fissaggio, dadi, rondelle, prigionieri e elementi di fissaggio progettati su misura.
- Dimensioni di precisione: diametri personalizzati (da M2 a M20 e oltre), lunghezze, passi di filettatura (sistema metrico, UN, Whitworth) e stili di testa.
- Gradi dei materiali: 96% Al₂O₃ per applicazioni chimiche/termiche convenienti, 99,5% Al₂O₃ per proprietà meccaniche ed elettriche superiori, 99,8% Al₂O₃ per esigenze di purezza ultraelevata.
- Tolleranze: Prodotto secondo gli standard ISO o DIN, con tolleranze più strette disponibili su richiesta.
- Lavorazione secondaria: Finiture superficiali speciali, smussatura e marcatura (incisione laser) per la tracciabilità.
- Soluzioni integrate: possono essere fornite insieme ad altri prodotti Puwei come piastre con substrato ceramico di allumina (Al2O3) o COMPONENTI CERAMICI complessi per l'assemblaggio completo del sottosistema.
Processo di produzione e garanzia di qualità
Il nostro processo di produzione avanzato garantisce elevata precisione dimensionale, coerenza e affidabilità per ogni lotto di elementi di fissaggio.
- Preparazione della polvere: la polvere di allumina ad elevata purezza viene selezionata e miscelata con ausiliari di sinterizzazione precisi.
- Formatura: i pezzi grezzi degli elementi di fissaggio vengono formati utilizzando una pressatura isostatica avanzata, che garantisce densità uniforme e difetti minimi, fondamentali per la resistenza meccanica.
- Lavorazione pre-sinterizzazione (lavorazione verde): in alcuni casi, filettature e caratteristiche precise vengono lavorate nel compatto "verde" (non cotto) con utensili specializzati.
- Sinterizzazione ad alta temperatura: le parti formate vengono sinterizzate a temperature superiori a 1600°C in forni ad atmosfera controllata, raggiungendo densità e durezza finali quasi teoriche.
- Rettifica diamantata di precisione: dimensioni critiche, filettature (se non lavorate a crudo) e finiture superficiali vengono ottenute utilizzando mole diamantate su apparecchiature CNC. Questo passaggio garantisce tolleranze strette e filettature lisce.
- Rigoroso controllo di qualità:
- Ispezione visiva al 100% per difetti superficiali.
- Verifica dimensionale mediante comparatori ottici, calibri per filettature e CMM.
- Test su campioni per durezza, densità e altre proprietà chiave.
Certificazioni, conformità e gestione della qualità
Puwei Ceramic aderisce agli standard internazionali di qualità, garantendo che i nostri prodotti soddisfino i severi requisiti delle industrie globali.
- Sistema di Gestione della Qualità: Processi di produzione e controllo qualità certificati ISO 9001:2015.
- Conformità dei materiali: tutti i materiali sono conformi alle direttive RoHS e REACH. La ceramica di allumina è intrinsecamente atossica e sicura.
- Tracciabilità: viene mantenuta la tracciabilità completa del lotto, dalla materia prima al prodotto finito.
- Controllo del processo: il controllo statistico del processo (SPC) è implementato per le dimensioni critiche per garantire la coerenza.
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