Keramik-Werkzeuge für den Schweißprozess

Schweißprozesse mit Siliziumnitrid-Keramik wirtschaftlich gestalten

Es gibt nur einen Werkstoff, der den Verschleiß im Schweißprozess minimieren und damit die Standzeit der Werkzeuge erhöhen kann: Die Hochleistungskeramik Siliziumnitrid.

Für den Einsatz im Schweißprozess hat CeramTec eine besondere Siliziumnitrid- Keramik als optimal geeigneten Werkstoff für Schweiß-Werkzeuge wie Schweißrollen, Schweisszentrierstifte oder Gasdüsen entwickelt. Das Ergebnis sind Produkte mit besonderer Härte und Verschleißfestigkeit, sehr hoher Temperaturbeständigkeit und chemischer Resistenz. Sie ermöglichen eine vervielfachte Standzeit, verkürzen die Gesamtrüstzeiten, verlängern die Maschinenlaufzeiten und verbessern die Qualität des Endproduktes. In anderen Worten: Siliziumnitrid-Keramik im Schweißprozess erzeugt Mehrwert.

Gut zu wissen:

Siliziumnitrid-Keramik im Schweißprozess

  • Gasdruckgesinterte Hochleistungskeramik Si3N4 SL200B/BG
  • Extreme Härte und Biegefestigkeit
  • Hohe Thermoschockbetändigkeit
  • Elektrisch isolierend
  • Keine Kaltverschweißungen
  • Temperaturbeständigkeit
  • Hohe Zähigkeit
  • Hohe Druckfestigkeit

Siliziumnitrid-Keramik – Optimaler Werkstoff für den Einsatz in Schweißprozessen

„Im Vergleich zu anderen Keramik-Werkstoffen stellt Siliziumnitrid insgesamt klar die bessere Wahl für die extremen Anforderungen im Schweißprozess dar.“

Speziell für die hohen Anforderungen in diesem Fügeverfahrens hat CeramTec einen Siliziumnitrid-Werkstoff entwickelt, der mit geringem Verschleiß für hohe Standzeiten und verbesserte Präzision sorgt. Neben hoher Biegefestigkeit und Härte überzeugt dieser mit 100 bar gasdruckgesinterte Keramik-Werkstoff vor allem durch hohe Druckfestigkeit und Thermoschockbeständigkeit. Ebenfalls als äußerst vorteilhaft erweist es sich, dass diese Siliziumnitrid-Keramik elektrisch isolierend ist.

Die REM-Aufnahme macht die porenfrei angeordneten, hexagonalen, nadelförmigen Siliziumnitridkristalle sichtbar, deren Verzahnung die hohe Zähigkeit des Materials bedingt. Die im Bild als weiße Flächen erkennbaren homogen verteilten Glasfasern bewirken die sehr guten Hochtemperatureigenschaften.

Gasdruckgesintertes Siliziumnitrid – der Keramik-Werkstoff im Vergleich

Obwohl auch Hochleistungskeramiken wie yttriumstabilisiertes Zirkonoxid im Bereich von Schweißzentrierstiften und Aluminiumoxid im Bereich von Gasdüsen bereits seit einigen Jahren eingesetzt werden, bietet sich Siliziumnitrid auf Grund einer Reihe von Vorteilen als alternativer Werkstoff im Schweißprozess an. Die wenigen Nachteile, wie beispielsweise die etwas geringere Biegefestigkeit, können durch keramikgerechte und richtige konstruktive Auslegung der Bauteile problemlos ausgeglichen werden.

Werkstoff-Eigenschaft Einheit Siliziumnitrid SL200B Zirkonoxid Aluminiumoxid
gasdruckgesintert Yttrium-stabilisiert 99,70%
Dichte g/cm3 3,21 6,04 3,95
Mechanische Eigenschaften
Druckfestigkeit MPa 3.000 2.200 2.500
Biegefestigkeit MPa 850 >1.000 300–400
Vickershärte HV 1.650 1.240 1.600
Mittenrauhwert Ra μm 0,05 0,10 0,10
Thermische Eigenschaften
Wärmeleitfähigkeit W/mK 21 3 28
Max. Einsatztemperatur °C 1.300–1.600 max. 1000 1.300–1.500
Thermoschockbeständigkeit °C ca. 700 ca. 300 ca. 150

Zum Einsatz kommt der CeramTec Werkstoff SL200B/BG überall im Schweißprozess – als Schweißrolle, als Zentrierstift, wenn Blech und Muttern beim Buckelschweißen exakt positioniert werden müssen, oder als Gasdüse, um ein präzises Ausströmen des Schutzgases beim MIG/MAG-Schweißen sicherzustellen. Alle Produkte lassen sich problemlos in bestehenden Maschinen nachrüsten.

Auch wenn es um neue Anwendungsgebiete geht, ist CeramTec der richtige Ansprechpartner – die Keramikexperten der CeramTec beraten Sie gerne zur Steigerung der Prozesssicherheit und beantworten Fragen rund um den Einsatz von Technischer Keramik im Schweißprozess.

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