SiC로 펌프 성능 및 수명 향상

소개: 까다로운 펌프 응용 분야에서 맞춤형 SiC의 힘

오늘날의 까다로운 산업 환경에서 펌프는 중요한 유체를 끊임없이 이동시키는 숨은 영웅입니다. 그러나 이러한 필수 기계의 성능과 수명은 연마성 슬러리, 부식성 화학 물질 및 극한 온도를 포함한 가혹한 작동 조건에 의해 종종 어려움을 겪습니다. 기존 재료는 실패할 수 있으며, 이로 인해 빈번한 가동 중단, 높은 유지 관리 비용 및 생산성 저하가 발생합니다. 이것이 바로 맞춤형 탄화규소(SiC) 펌프 부품이 게임 체인징 솔루션으로 부상합니다. 고급 기술 세라믹인 탄화규소는 경도, 내마모성, 화학적 불활성 및 열적 안정성의 타의 추종을 불허하는 조합을 제공하여 고성능 펌프 응용 분야에 적합한 재료로 만듭니다. SiC 부품을 맞춤화하면 특정 작동 요구 사항에 맞게 설계를 조정하여 효율성을 극대화하고 기존 대안보다 훨씬 더 오래 펌프의 수명을 연장할 수 있습니다. 화학 공정에서 반도체 제조에 이르기까지 산업에서는 맞춤형 SiC 기술을 채택하는 것은 신뢰성과 장기적인 운영 우수성에 투자하는 것을 의미합니다. SiC의 고유한 특성과 씰, 베어링, 임펠러 및 라이너와 같은 다양한 펌프 부품에 대한 적합성을 이해하는 것은 유체 처리 시스템을 최적화하려는 엔지니어와 조달 전문가에게 매우 중요합니다.

탄화규소의 고유한 특성은 심한 마모, 화학적 공격 또는 고온을 경험하는 펌프 부품에 특히 적합합니다. 부식되는 금속이나 열화되는 플라스틱과 달리 SiC는 다른 재료가 빠르게 고장나는 조건에서도 구조적 무결성과 성능 속성을 유지합니다. 이 소개에서는 맞춤형 탄화규소가 중요한 펌프 응용 분야에 필수적인 이유를 자세히 살펴보고, 이점, 응용 분야 및 구현에 대한 고려 사항을 더 자세히 살펴보겠습니다.

산업용 펌프에서 탄화규소의 주요 응용 분야

탄화규소의 뛰어난 특성은 다양한 산업 분야에서 광범위한 까다로운 펌프 응용 분야에 적합합니다. 극한 조건을 견딜 수 있는 능력은 중요한 유체 처리 작업에서 신뢰성과 효율성을 보장하는 데 SiC 부품을 필수적으로 만듭니다. 공격적인 화학 공정에서 연마성 슬러리 운송에 이르기까지 기계적 씰, 베어링, 샤프트, 슬리브, 임펠러 및 라이너와 같은 SiC 부품은 펌프 내구성과 성능을 크게 향상시킵니다.

다음은 주요 산업과 펌프 시스템에서 SiC를 활용하는 방법에 대한 내용입니다.

• 화학 처리: 이 부문의 펌프는 고도로 부식성인 산, 염기 및 용매를 처리합니다. SiC의 뛰어난 화학적 불활성은 기계적 씰, 베어링 및 펌프 라이닝에 이상적이므로 화학적 공격을 방지하고 처리된 유체의 순도를 보장합니다. 이는 화학 처리 및 석유 화학 부문의 회사에 매우 중요합니다.
• 석유 및 가스: 업스트림, 미드스트림 및 다운스트림 작업에는 연마성 슬러리(예: 드릴링 머드, 모래가 섞인 오일) 및 부식성 유체를 펌핑하는 작업이 포함됩니다. 슬러리 펌프, 다상 펌프 및 주입 펌프의 SiC 부품은 수명을 연장하여 가혹한 환경에서 비용이 많이 드는 가동 중단을 줄입니다.
• 채굴 및 광물 처리: 채광 작업의 슬러리 펌프는 입자로부터 극심한 마모에 직면합니다. SiC 임펠러, 라이너 및 스로트부시는 뛰어난 내마모성을 제공하여 기존 금속 또는 고무 부품보다 수명이 훨씬 깁니다. 야금 회사는 이러한 수명 연장의 이점을 크게 누릴 수 있습니다.
• 펄프 및 종이: 연마성 목재 섬유와 부식성 표백 화학 물질의 존재는 강력한 펌프 부품이 필요합니다. SiC 씰과 베어링은 펄프 및 제지 생산의 다양한 단계에서 사용되는 펌프의 신뢰성을 향상시킵니다.
• 발전: 발전소의 보일러 급수 펌프, 배연 탈황(FGD) 펌프 및 냉각수 펌프는 고온, 고압 및 때로는 연마성 또는 부식성 매체를 처리합니다. SiC는 이러한 응용 분야에 필수적인 열적 안정성과 내마모성을 제공하여 기존 및 재생 에너지 회사 모두에 도움이 됩니다.
• 반도체 제조: 초고순도(UHP) 유체 처리가 필수적입니다. SiC 부품은 화학적 저항성과 낮은 입자 발생으로 인해 공격적인 세정제 및 CMP 슬러리를 이송하는 펌프에 사용되어 공정 무결성을 보장합니다.
• 물 및 폐수 처리: 슬러지, 그리트 및 화학적으로 처리된 물을 처리하는 펌프는 SiC의 내마모성 및 내식성의 이점을 누려 서비스 간격을 늘리고 유지 관리를 줄입니다.
• 항공우주 및 방위: 극한 온도 및 압력에서 작동하는 연료 펌프 또는 냉각수 펌프와 같은 항공우주 응용 분야의 특수 펌프는 고강도 대 중량비 및 열적 안정성을 위해 SiC를 활용할 수 있습니다. 방위 계약자는 다양한 중요한 응용 분야에 강력한 펌핑 시스템에서 SiC를 사용합니다.
• 식품 및 제약: 스테인리스강이 일반적이지만 특정 연마성 식품 또는 공격적인 세정액은 중요한 펌프 부품에 SiC를 사용하여 위생 및 수명을 보장할 수 있습니다. 의료 기기 제조에서도 특수 펌프 응용 분야를 볼 수 있습니다.

탄화규소의 다재다능함은 LED 제조, 산업 기계, 통신, 철도 운송 및 신뢰성이 가장 중요한 원자력 에너지까지 포함하여 광범위한 산업 활동에서 펌프 성능을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 하는 재료입니다.

산업	일반적인 펌프 유형	사용된 SiC 부품	주요 이점
화학 처리	원심 펌프, 마그네틱 드라이브 펌프	기계적 씰, 베어링, 라이너	뛰어난 내화학성, 순도
석유 및 가스	슬러리 펌프, 다상 펌프	씰, 베어링, 내마모판	내마모성 및 내식성
채광	슬러리 펌프	임펠러, 라이너, 스로트부시	극심한 내마모성
발전(FGD)	슬러리 펌프	노즐, 라이너, 씰	내마모성 및 내식성
반도체	UHP 화학 물질 공급 펌프	베어링, 씰, 펌프 케이싱	고순도, 내화학성

펌프에 맞춤형 탄화규소를 선택하는 이유는 무엇입니까?

까다로운 작동 환경에서 표준 펌프 부품이 부족할 경우 맞춤형 탄화규소(SiC) 부품 전략적 이점을 제공합니다. 맞춤형 SiC를 지정하기로 한 결정은 향상된

펌프에 맞춤형 SiC를 채택하는 주요 이점은 다음과 같습니다.

• 타의 추종을 불허하는 내마모성: 탄화규소는 다이아몬드 다음으로 상업적으로 이용 가능한 가장 단단한 재료 중 하나입니다. 이로 인해 슬러리, 미립자 및 공동 현상으로 인한 마모에 대한 저항력이 뛰어납니다. 맞춤형 SiC 임펠러, 라이너 및 마모 링은 금속 또는 탄성 중합체 부품보다 훨씬 오래 지속되어 교체 빈도와 유지 보수 가동 중지 시간을 대폭 줄일 수 있습니다. 이는 특히 SiC 슬러리 펌프 및 연마성 매체를 취급하는 펌프에 중요합니다.
• 뛰어난 화학적 불활성: SiC는 강산, 알칼리 및 산화제를 포함하여 광범위한 부식성 화학 물질에 대해 뛰어난 저항성을 나타내며, 높은 온도에서도 마찬가지입니다. 이는 실리콘 카바이드 기계적 밀봉 및 습윤 부품을 화학 펌프에 이상적으로 만들어 공정 무결성을 보장하고 부식으로 인한 조기 고장을 방지합니다.
• 높은 열전도율 및 낮은 열팽창: SiC는 우수한 열전도율을 가지고 있어 열을 효과적으로 발산하는 데 도움이 됩니다. 이는 특히 고속 또는 건식 작동 조건에서 열 변형 및 고장을 방지하기 위해 기계적 씰 면에 중요합니다. 낮은 열팽창 계수는 넓은 온도 범위에서 치수 안정성을 보장하여 좁은 공차를 유지하고 고착을 방지합니다.
• 뛰어난 경도 및 강도: SiC의 높은 경도와 휨 강도는 구성 요소가 높은 압력과 기계적 응력 하에서 형태와 무결성을 유지하도록 합니다. 이는 까다로운 응용 분야에서 일관된 성능과 신뢰성에 기여합니다.
• 확장된 평균 고장 간 시간(MTBF): 맞춤형 SiC 구성 요소는 마모 및 부식을 크게 줄여 펌프의 MTBF를 실질적으로 증가시킵니다. 이는 유지 보수 비용 절감, 생산 손실 감소 및 전반적인 플랜트 효율성 향으로 직접적으로 이어집니다.
• 총소유비용(TCO) 절감: 맞춤형 SiC 구성 요소에 대한 초기 투자는 기존 재료보다 높을 수 있지만, 수명 연장, 유지 보수 필요성 감소 및 가동 중지 시간 최소화로 인해 펌프의 작동 수명 동안 TCO가 상당히 낮아지는 경우가 많습니다.
• 최적의 성능을 위한 맞춤형 설계: 맞춤화를 통해 유압 효율성을 위한 최적화된 형상, 낮은 마찰을 위한 특정 표면 마감 또는 조립을 단순화하는 통합 기능과 같은 특정 설계 기능을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 SiC 구성 요소가 응용 분야에 완벽하게 적합하여 이점을 극대화할 수 있습니다.

맞춤형 SiC 구성 요소에 투자하는 것은 신뢰성과 수명에 대한 투자입니다. 조달 관리자 및 기술 구매자의 경우 이러한 이점을 이해하는 것이 전력 전자, 야금 등과 같은 산업에서 운영 효율성을 향상시키고 장기적인 비용을 절감하는 정보에 입각한 결정을 내리는 데 중요합니다.

펌프 부품에 권장되는 SiC 등급 및 조성

펌프 구성 요소의 성능과 수명을 최적화하려면 적절한 등급의 탄화규소를 선택하는 것이 중요합니다. 서로 다른 제조 공정은 다양한 미세 구조, 순도 수준 및 결과적으로 뚜렷한 물리적 및 화학적 특성을 가진 SiC 재료를 생성합니다. 이러한 뉘앙스를 이해하면 엔지니어가 SiC 등급을 취급하는 유체의 유형, 작동 온도 및 연마 또는 부식 마모 가능성과 같은 펌프 응용 분야의 특정 요구 사항에 맞출 수 있습니다.

다음은 펌프 구성 요소에 일반적으로 권장되는 SiC 등급입니다.

• 소결 실리콘 카바이드(SSiC):
  • 속성: SSiC는 액상 형성 소결 보조제 없이 또는 최소한의 비반응성 보조제를 사용하여 고온(종종 2000°C 이상)에서 미세하고 고순도 SiC 분말을 소결하여 생산됩니다. 이는 순도가 매우 높은(일반적으로 >98-99%) 조밀한 단상 재료를 생성합니다. SSiC는 부식 저항성(특히 강산 및 염기에 대한), 내마모성 및 고온 강도의 최상의 조합을 제공합니다. 또한 우수한 열전도율을 가지고 있습니다.
  • 일반적인 펌프 구성 요소: 기계적 씰 면, 베어링(저널 및 스러스트), 샤프트, 부싱, 밸브 구성 요소 및 고도로 부식성이 있거나 고순도 응용 분야의 노즐. 까다로운 화학 펌프 및 반도체 공정 펌프에 이상적입니다.
  • 장점: 가장 높은 화학적 불활성, 우수한 내마모성, 높은 경도, 우수한 열충격 저항성, 고온에서 강도 유지.
  • 제한 사항: 가공 요구 사항으로 인해 다른 등급보다 더 비쌀 수 있습니다.
• 반응 결합 실리콘 카바이드(RBSiC 또는 SiSiC):
  • 속성: RBSiC는 다공성 탄소-SiC 프리폼을 용융 실리콘으로 침투시켜 생산되는 다상 복합 재료입니다. 실리콘은 탄소와 반응하여 새로운 SiC를 in-situ로 형성하여 원래 SiC 입자를 결합합니다. 결과 재료는 일반적으로 8-15%의 유리 실리콘을 포함합니다. RBSiC는 매우 높은 경도와 내마모성, 우수한 열전도율 및 뛰어난 치수 안정성(소성 중 수축률 낮음)을 제공합니다.
  • 일반적인 펌프 구성 요소: 기계적 씰, 베어링, 펌프 샤프트, 임펠러, 라이너, 노즐 및 마모판. 슬러리 펌프, FGD 펌프 및 연마가 주요 관심사인 일반 산업용 펌프에 널리 사용됩니다.
  • 장점: 우수한 내마모성, 높은 경도, 우수한 열전도율, SSiC에 비해 상대적으로 낮은 제조 비용, 복잡한 형상을 고정밀도로 생산할 수 있습니다.
  • 제한 사항: 유리 실리콘의 존재는 특정 고도로 부식성 환경(예: 강 알칼리, 불산) 및 매우 높은 온도(실리콘이 녹는 ~1350°C 이상)에서의 사용을 제한합니다.
• 흑연 로드 소결 탄화규소(SSiC+흑연):
  • 속성: 이는 소결 전에 미세 흑연 입자를 SiC 매트릭스에 통합하는 SSiC의 변형입니다. 흑연은 고체 윤활제 역할을 하여 특히 건조 또는 한계 윤활 조건에서 재료의 마찰학적 특성을 향상시킵니다.
  • 일반적인 펌프 구성 요소: 일시적인 건조 작동 또는 부적절한 윤활의 위험이 있는 기계적 씰 면 및 베어링.
  • 장점: 향상된 자체 윤활 특성, 감소된 마찰 계수, 향상된 건식 작동 기능, SSiC의 우수한 마모 및 부식 저항성 유지.
  • 제한 사항: 흑연 첨가는 순수 SSiC에 비해 기계적 강도 또는 최대 작동 온도를 약간 감소시킬 수 있습니다.
• 질화물 결합 실리콘 카바이드(NBSiC):
  • 속성: NBSiC는 SiC 입자를 질화규소(Si₃N₄) 상으로 결합하여 생산됩니다. 우수한 내마모성, 높은 강도 및 뛰어난 열충격 저항성을 제공합니다.
  • 일반적인 펌프 구성 요소: 씰과 같은 복잡한 동적 펌프 구성 요소에 덜 일반적으로 사용되지만, 극심한 열 사이클링이 우려되는 응용 분야에서 더 큰 구조 부품 또는 라이너에 사용할 수 있습니다. 종종 야금 응용 분야에서 발견됩니다.
  • 장점: 우수한 열충격 저항성, 우수한 강도 및 인성.
  • 제한 사항: 일부 환경에서는 SSiC와 동일한 수준의 화학적 저항성을 제공하지 못할 수 있습니다.

SiC 등급의 선택은 응용 분야의 서비스 조건 및 성능 요구 사항에 대한 철저한 분석에 크게 의존합니다. 경험이 풍부한 기술 세라믹 펌프 구성 요소 공급업체 와의 상담은 최적의 선택을 하는 데 중요합니다.

SiC 등급	주요 속성	일반적인 펌프 구성 요소	장점	제한 사항
소결 SiC(SSiC)	고순도, 최대 부식 저항성, 우수한 내마모성, 고온 강도	화학/UHP 펌프용 씰, 베어링, 샤프트	최고의 전반적인 화학적 및 내마모성	더 높은 비용
반응 결합 SiC(RBSiC)	매우 높은 경도, 우수한 내마모성, 우수한 열전도율, 비용 효율적	슬러리/산업용 펌프용 씰, 베어링, 임펠러, 라이너	성능과 비용의 균형, 복잡한 형상	유리 실리콘은 일부 부식성 물질 및 고온(>1350°C)에서의 사용을 제한합니다.
흑연 로드 SSiC	자체 윤활, 낮은 마찰, 우수한 건식 작동	한계 윤활용 씰, 베어링	향상된 마찰학적 특성	순수 SSiC보다 약간 낮은 강도/온도 제한
질화물 결합 SiC(NBSiC)	우수한 열충격 저항성, 우수한 강도	열 사이클링 시 라이너, 구조 부품	우수한 열충격 처리	일부 경우 SSiC보다 낮은 화학적 저항성

SiC 펌프 부품에 대한 설계 고려 사항

탄화규소로 구성 요소를 설계하는 것은 본질적인 세라믹 특성, 특히 높은 경도와 강성, 낮은 파괴 인성(취성)으로 인해 금속 또는 플라스틱과 다른 접근 방식이 필요합니다. 잠재적인 고장 모드를 완화하면서 SiC의 강점을 활용하려면 신중한 설계가 가장 중요합니다. 효과적인 설계는 SiC 펌프 부품의 제조 가능성, 최적의 성능 및 수명을 보장합니다..

주요 설계 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 취성 관리:
  • 날카로운 모서리 및 가장자리를 피하십시오: 날카로운 내부 모서리는 응력 집중 장치 역할을 합니다. 응력을 분산시키고 제조, 조립 또는 작동 중에 칩핑 또는 파손의 위험을 줄이려면 넉넉한 반경과 모따기를 통합해야 합니다.
  • 충격 저항: SiC 부품을 직접적인 충격 또는 충격 하중으로부터 보호하도록 펌프 시스템 및 구성 요소 하우징을 설계합니다. 충격이 불가피한 경우 희생 요소 또는 유연한 마운팅을 고려하십시오.
• 제조 가능성을 고려한 디자인:
  • 그물에 가까운 모양 형성: SiC는 소결 또는 반응 결합 후 광범위하게 가공하기 어렵고 비용이 많이 듭니다. 설계는 최종 연삭 작업을 최소화하기 위해 넷 형상에 가까운 성형 공정(예: 슬립 주조, 프레싱, 그린 가공)을 목표로 해야 합니다.
  • 기하학적 복잡성: 복잡한 형상을 얻을 수 있지만 지나치게 복잡한 설계는 공구 비용과 제조 문제를 증가시킵니다. 기능 저하 없이 가능한 경우 형상을 단순화하십시오.
  • 벽 두께: 절대적으로 필요한 경우가 아니면 극도로 얇은 벽을 피하십시오. 얇은 벽은 손상되기 쉽고 일관되게 제조하기 어려울 수 있습니다. 소성 중 응력을 방지하기 위해 가능한 경우 균일한 벽 두께를 유지하십시오.
• 공차 및 적합성:
  • 실제 공차: SiC는 매우 좁은 공차로 가공할 수 있지만, 이는 비용을 크게 증가시킵니다. 구성 요소의 기능에 실제로 필요한 공차(예: 씰 면 또는 베어링 간극에 중요)를 지정합니다.
  • 간섭 적합성: SiC 구성 요소를 금속 하우징에 수축 적합할 때, SiC에 과도한 응력을 가하지 않도록 두 재료의 열팽창 계수(CTE)를 기반으로 간섭을 신중하게 계산합니다. SiC는 일반적으로 대부분의 금속보다 낮은 CTE를 갖습니다.
• 부하 분산:
  • SiC 구성 요소 전체에 하중이 균등하게 분산되도록 합니다. 점 하중은 높은 국부 응력과 파손으로 이어질 수 있습니다. 필요한 경우 유연한 층 또는 정밀한 결합 표면을 사용하십시오.
  • 임펠러 또는 샤프트와 같은 회전 부품의 경우 진동 응력을 최소화하기 위해 적절한 균형을 보장합니다.
• 표면 마감:
  • 응용 분야에 따라 표면 마감 요구 사항을 지정합니다. 예를 들어, 기계적 씰 면은 효과적인 밀봉과 낮은 마찰을 보장하기 위해 고도로 연마된 평평한 표면(종종 래핑으로 달성)이 필요합니다. 다른 구성 요소는 이러한 미세한 마감이 필요하지 않을 수 있습니다.
• 가입 및 조립:
  • SiC 구성 요소가 다른 부품과 어떻게 조립될지 고려합니다. 브레이징, 접착 결합 또는 기계적 클램핑과 같은 방법이 사용됩니다. 선택한 방법은 재료 특성, 특히 CTE의 차이를 수용해야 합니다.
• 열 관리:
  • SiC는 우수한 열전도율을 가지고 있지만, 특히 급격한 온도 변화가 있는 응용 분야에서는 열충격을 방지하기 위해 열 구배를 고려해야 합니다. 특히 열충격에 더 취약한 등급의 경우 더욱 그렇습니다.

펌프에서 SiC로 설계하기 위한 엔지니어링 팁:

• 설계 프로세스 초기에 SiC 공급업체와 협력하십시오. SiC 제조에 대한 전문 지식은 성능 및 비용 효율성을 위해 설계를 최적화하는 데 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
• 유한 요소 분석(FEA)을 사용하여 작동 하중 하에서 응력 분포 및 열 거동을 시뮬레이션하여 제조 전에 잠재적인 문제 영역을 식별하는 데 도움을 줍니다.
• SiC 구성 요소가 가장 까다로운 조건을 처리하는 반면, 조립의 다른 부품은 덜 비싼 재료로 만들 수 있는 모듈식 설계를 고려하십시오.
• 모든 중요한 치수, 공차, 표면 마감 요구 사항 및 재료 사양을 엔지니어링 도면에 명확하게 문서화합니다.

이러한 설계 원칙을 준수함으로써 엔지니어는 탄화규소의 뛰어난 특성을 성공적으로 활용하여 전력 전자, 야금 및 그 외 분야에서 가장 까다로운 산업 환경을 위한 견고하고 오래 지속되는 펌프 구성 요소를 만들 수 있습니다.

SiC 펌프 부품의 공차, 표면 마감 및 치수 정확도

탄화규소 펌프 구성 요소, 특히 기계적 씰 및 베어링과 같은 중요한 부품의 성능은 정밀한 치수 정확도, 좁은 공차 및 특정 표면 마감을 달성하는 데 크게 의존합니다. 탄화규소의 극심한 경도는 가공을 어려운 공정으로 만들며, 일반적으로 다이아몬드 연삭 및 래핑 기술이 필요합니다. 달성 가능한 한계와 비용 및 기능성에 미치는 영향을 이해하는 것은 정밀 SiC 펌프 구성 요소.

치수 정확도 및 공차:

• 표준 공차: 를 지정하는 엔지니어 및 조달 전문가에게 중요합니다.
• 소결 또는 반응된 상태로 사용할 수 소결 또는 소성된 SiC 구성 요소는 고온 공정 중 수축으로 인해 특정 치수 변화가 발생합니다. 이러한 부품은 좁은 공차가 중요하지 않은 일부 라이너 또는 마모 타일과 같은 응용 분야에 적합할 수 있습니다.
  • 대부분의 동적 펌프 응용 분야의 경우 SiC 부품은 치수 사양을 충족하기 위해 소성 후 정밀 연삭이 필요합니다.
  • 일반적인 달성 가능한 직경 공차는 부품의 크기와 복잡성, 특정 SiC 등급에 따라 ±0.005mm ~ ±0.025mm(±0.0002″ ~ ±0.001″)입니다.
  • 길이 및 두께 공차도 유사한 수준으로 유지할 수 있습니다.
• 기하 공차: 더 좁은 공차도 가능하지만 가공 시간과 비용이 크게 증가합니다.
  • 평탄도: 기계적 씰 표면의 경우, 적절한 씰링 인터페이스를 보장하기 위해 뛰어난 평탄도(예: 1-3 헬륨 광대역 내, 0.00029mm – 0.00087mm에 해당)가 종종 필요합니다.
  • 평행도 및 직각도: 이는 부품의 회전과 접촉면의 균일한 하중 분배, 조기 마모 방지를 위해 필수적입니다.

표면 마감 옵션:

• 소성 표면: 소결 또는 반응 결합 후 SiC의 표면은 가공 마감에 비해 비교적 거칠습니다. 이는 일부 정적 부품 또는 표면 상호 작용이 중요하지 않은 경우 허용될 수 있습니다.
• 연삭된 표면: 다이아몬드 연삭은 일반적으로 Ra 0.2 µm ~ Ra 0.8 µm(8 ~ 32 µin) 범위의 더 매끄러운 표면을 생성합니다. 이는 많은 베어링 표면 및 범용 부품에 종종 충분합니다.
• 래핑 및 연마된 표면: 기계적 씰 면과 같이 매우 매끄럽고 평평한 표면이 필요한 경우 래핑 및 연마가 사용됩니다.
  • 래핑은 Ra 0.02 µm ~ Ra 0.1 µm(1 ~ 4 µin)까지의 표면 마감을 달성할 수 있습니다.
  • 연마는 표면을 더욱 개선하여 거울과 같은 마감을 달성할 수 있으며, 씰 면의 Ra 값뿐만 아니라 평탄도(광대역)로 지정되는 경우가 많습니다.
• 22888: 성능에 미치는 영향:
  • 씰: 씰 면의 매우 평평하고 매끄러운 표면은 누출을 최소화하고 마찰을 줄여(따라서 열 발생 및 마모 감소) 씰 수명을 연장합니다.
  • 베어링: 베어링의 매끄러운 표면은 마찰, 마모 및 작동 온도를 줄여 수명을 연장하고 효율성을 높입니다. 표면 질감은 윤활유를 유지하도록 설계할 수도 있습니다.

SiC로 정밀도 달성:

• SiC의 경도 때문에 특수 다이아몬드 공구 및 연삭기가 필요합니다.
• 엄격한 사양을 일관되게 달성하려면 숙련된 기계공과 품질 관리 프로세스가 필수적입니다.
• 고정밀 SiC 부품의 제조 공정에는 분말 준비 및 성형에서 소성 및 최종 가공에 이르기까지 각 단계에서 세심한 제어가 필요합니다.

설계자는 필요한 것보다 더 엄격한 사양을 요구하면 제조 비용과 리드 타임이 증가하므로 응용 분야에 실제로 필요한 수준의 공차 및 표면 마감만 지정하는 것이 중요합니다. 맞춤형 SiC 펌프 부품. 산업 장비 제조업체와 철도 운송 또는 원자력과 같은 분야의 최종 사용자를 위해 최적의 결과를 보장하면서 제조 가능성 및 비용 효율성과 성능 요구 사항의 균형을 맞추는 데 핵심이 되는 것은 지식이 풍부한 SiC 제조업체와의 협력입니다.

SiC 펌프 부품에 대한 후처리 요구 사항

초기 성형 및 소성 공정은 기본 탄화규소 부품을 생성하지만, 까다로운 펌프 응용 분야에 필요한 최종 치수, 공차, 표면 특성 및 전반적인 품질을 달성하려면 거의 항상 후처리 단계가 필요합니다. 이러한 마감 작업은 다음과 같은 부품의 안정적이고 효율적인 작동을 보장하는 데 중요합니다. SiC 펌프 구성 요소 씰, 베어링 및 임펠러와 같습니다. SiC의 극심한 경도로 인해 이러한 공정에는 일반적으로 특수 다이아몬드 공구 및 기술이 사용됩니다.

SiC 펌프 부품에 대한 일반적인 후처리 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 연삭:
  • 목적: 정확한 치수 정확도, 엄격한 공차 및 특정 기하학적 형태(예: 진원도, 원통도, 평탄도)를 달성하기 위해. 연삭은 소성된 SiC 부품에서 과도한 재료를 제거합니다.
  • 방법: 다이아몬드 연삭 휠만 사용됩니다. 부품의 형상에 따라 표면 연삭, 원통 연삭(ID/OD) 및 센터리스 연삭과 같은 다양한 연삭 기술이 사용됩니다.
  • 애플리케이션: 샤프트, 슬리브, 베어링 레이스 및 래핑 전에 씰 면의 기본 성형을 포함하여 사실상 모든 동적 SiC 펌프 부품에 필수적입니다.
• 래핑:
  • 목적: 주로 기계적 씰 면에 대해 매우 평평하고 매끄러운 표면을 생성하기 위해. 래핑은 누출 경로를 최소화하고 마찰을 줄여 밀봉 기능을 크게 향상시킵니다.
  • 방법: 부품은 다이아몬드 슬러리가 코팅된 평평한 래핑 플레이트에 대해 이동됩니다. 연마 작용은 미세한 피크를 제거하여 매우 미세한 표면 마감과 높은 평탄도(종종 헬륨 광대역으로 측정)를 얻습니다.
  • 애플리케이션: 중요 SiC 기계적 씰 링 (고정 및 회전 모두)을 사용하여 빡빡하고 마찰이 적은 인터페이스를 보장합니다.
• 연마:
  • 목적: 래핑보다 훨씬 더 미세한 표면 마감을 달성하여 거울과 같은 외관을 얻습니다. 연마는 특정 응용 분야에서 마찰과 마모를 더욱 줄일 수 있습니다.
  • 방법: 래핑과 유사하지만 더 미세한 다이아몬드 연마재와 특수 연마 패드 또는 슬러리를 사용합니다.
  • 애플리케이션: 초저 마찰이 가장 중요한 기계적 씰 면 또는 특정 베어링 표면에 대한 최종 단계로 사용되는 경우도 있습니다.
• 가장자리 모서리 챔퍼링/반경:
  • 목적: 날카로운 모서리와 코너를 제거합니다. 이는 응력 집중 지점이 될 수 있으며 취급, 조립 또는 작동 중에 칩핑되기 쉽습니다. 모따기 또는 라운딩된 모서리는 부품의 견고성을 향상시킵니다.
  • 방법: 특수 연삭 기술을 통해 수행하거나 덜 중요한 응용 분야의 경우 다이아몬드 공구로 수동으로 수행할 수 있습니다.
  • 애플리케이션: 내구성을 향상시키기 위해 대부분의 SiC 부품에 권장됩니다.