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Feinkeramik-Komponenten

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Magnetrührer-Anwendungen

Keramische Gleitlager für Magnetrührer

KERAMISCHE GLEITLAGER

Keramische Gleitlager sind Schlüsselkomponenten von Magnetrührern. Sie laufen mediengeschmiert in direktem Kontakt mit dem Rührgut. Die Lager sind chemisch aggressiven Flüssigkeiten, Pasten und Reinigungsmitteln schonungslos ausgesetzt.

Lagerzapfen und Lagerring werden aus unterschiedlichen Keramikwerkstoffen ausgeführt. Das statische, robuste Innenlager aus Zirkonoxid ist an der Tankplatte des Behälters befestigt und das rotierende Außenlager aus Siliziumcarbid ist im Rührkopf integriert. Das Innenlager aus schlagzähem Zirkonoxid ist deutlich widerstandsfähiger gegen Stöße, wie sie bei Montagearbeiten auftreten können. Die hochglanzpolierten Gleitflächen des Siliziumkarbid und Zirkonoxid verfügen über extrem hohe Abriebfestigkeit und exzellente Gleiteigenschaften.

Dank unserer umfangreichen mechanischen Bearbeitungsmöglichkeiten können wir hochpräzise Oberflächen erzeugen, die sich durch minimale Reibung während des Betriebs und reduziertes Bruchrisiko auch im Falle eines Trockenlaufs auszeichnen.

Graphic_Magnetic Mixers_528x1084px_DE.jpg

Kombination aus Zirkonoxid FZM und Siliziumkarbid StarCeram© S

  • Zirkonoxid (FZM) wird wegen seiner hohen Schlagfestigkeit (hohe Elastizität/niedriges E-Modul) verwendet
  • Siliziumkarbid (SSiC) wird wegen seiner Härte und Verschleißfestigkeit verwendet

Warum Keramik?

Keramische Lager gehören zu den wichtigsten Teilen im Rührer:

  • Direkter Kontakt mit dem hochwertigen Produkt (Produkt geschmiert)
  • Einwirkung von Reinigungschemikalien und Temperaturwechsel

Wesentliche Vorteile

  • Keine Kontamination durch mechanischen Abrieb
  • Biokompatibilität: Einhaltung der FDA-Vorschriften und für die pharmazeutische und biotechnologische Industrie erforderliche USP Klasse VI-Zertifizierung
  • Gute Thermoschockbeständigkeit CIP/SIP möglich (ortsgebundene Reinigung und Sterilisation)
  • Perfekte Oberflächenbeschaffenheit und -qualität Ra < 0,5 μm
  • Keine Produktrückstände oder Bakterienwachstum
  • Geringe Scherkräfte (Partikelabrieb unterhalb der Nachweisgrenze)
  • Minimierte Reibungskraft
  • Notlaufeigenschaften
  • Enge Toleranzen für perfekte Passgenauigkeit zwischen den Lagern (bis zu 5 μm)
  • Einfache Konstruktion verhindert Produkteinschlüsse (keine Produktablagerungen zwischen den Lagerflächen)
  • Einfache Wartung - keramische Lagerteile können vom Anwender vor Ort ausgetauscht werden

Unsere Stärken

  • Erfolgreich in der Anwendung bewährt
  • Beide Keramikmaterialien aus einer Quelle
  • Hochpräzise Schleiftechnologien
  • Metall-Keramik-Verbindungen oder Gewinde in Keramiken möglich

Materialeigenschaften

EigenschaftenEinheitFZMStarCeram© SMetall
Hauptkomponenten-ZrO2, MgOSiCRostfreier Stahl
Eigenschaften des Mikrogefüges
Dichteg/cm³≥ 5,703,167,8
Offene PorositätVol. %000
Wasseraufnahme%00-
Mittlere Kristallgrößeμm50--
Mechanische Eigenschaften
Härte (HV1)GPa10,7237,2 (HV10)
DruckfestigkeitMPa2000> 25001700
Biegefestigkeit σmMPa500
(DIN EN 843-1)
450500
Elastizitätsmodul (E-Modul)GPa185
(statisch)
440210
Poissonzahl-0,30,170,3
Bruchzähigkeit KIcMPa*m0,56,3
(SEVNB)
2-3-
Thermische Eigenschaften
Max. Betriebstemperatur°C9001400120-280
Spezifische Wärme 20 °CJ/(kg*K)400670502
WärmeleitfähigkeitW/(m*K)320045
Wärmeausdehnungskoeffizient 20-300 °C10-6/K10,64,412
Elektrische Eigenschaften
Spezifischer elektrischer Widerstand 20 °CΩ•cm101010810-6
Typische Farbe-gelbschwarz-
Die charakteristischen Werte können je nach Form und Betriebsbedingungen der Produkte variieren.

Beispiele

SSiC_female and male bearings_290x280.jpg

Außenlager aus Siliziumkarbid StarCeram© SSiC, Innenlager aus Zirkonoxid FZM

Shrink fit ceramic in metal housings_290x180.jpg

Keramik durch Schrumpf-Passung in Metallgehäuse integriert

Male bearing assembly on tank plate_290x180.jpg

Innenlager auf der Tankplatte

Stirrers made of Alumina_290x180px_test.jpg

Rührer aus Aluminiumoxid

Endkonturnahe Formgebungsmethode

Für Rührer kann Kyocera Elemente von äußerst komplexer Form durch endkonturnahes Gießen herstellen (F-Molding). Mit dieser Methode wird das Bauteil direkt in der Form gegossen, wie es später benötigt wird. Es ist keine Grünbearbeitung vor dem Sintern erforderlich. Mit dieser Methode werden Bearbeitungskosten im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren deutlich reduziert.

Vorteile

  • Komplexe Form: Es können Formen gegossen werden, die bearbeitungstechnisch nicht herstellbar sind.
  • Kosteneinsparung durch geringeren Materialabtrag (verglichen mit CIP = cold isostatic pressing)
  • Kosteneinsparung durch weniger Bearbeitung (verglichen mit CIP)
  • Einsparung von Initialkosten: günstige Gießformen (verglichen mit Spritzguss/Uniaxialpressen)

Beispiele

F-Molding bietet erhöhten Freiheitsgrad in Formgebung und Herstellung.
Materialien: Zirkonoxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Cordierit

Zirconia_Z206N_01_290x180px.jpg

Zirkonoxid (Z206N)

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Zirkonoxid (Z206N)

Silicon Nitride_SN240_01_290x180px.jpg

Siliziumnitrid (SN240)

Silicon Nitride_SN240_02_290x180px.jpg

Siliziumnitrid (SN240)

Keine Kontamination durch mechanischen Abrieb