Плавленый оксид алюминия с добавлением диоксида циркония (ZFA) — это высокоэффективный синтетический абразивный и огнеупорный заполнитель. Это эвтектический материал, созданный путем сплавления (плавления в электродуговой печи) оксида алюминия (Al₂O₃) и диоксида циркония (ZrO₂) .
Типичный диапазон состава составляет 40-42% ZrO₂ и 58-60% Al₂O₃ , при этом эвтектическая точка находится около 42% ZrO₂. Этот специфический состав придает ему уникальные свойства, что обуславливает его разнообразные области применения.
Основные свойства:
-
Высокая ударная вязкость и прочность : микроструктура состоит из тонкой взаимосвязанной сетки фаз оксида алюминия и диоксида циркония, которая эффективно препятствует распространению трещин. Это делает его значительно прочнее, чем стандартный плавленый оксид алюминия .
-
Эффект самозаточки : во время использования абразивные зерна не раскалываются на крупные тупые фрагменты. Вместо этого они подвергаются микротрещинам , постоянно обнажая новые острые режущие кромки. Это обеспечивает стабильную производительность резки в течение более длительного срока службы.
-
Высокая плотность и твердость : Хотя он немного менее тверд, чем чистый белый плавленый оксид алюминия, сочетание твердости (по шкале Мооса ~9) и исключительной прочности обеспечивает ему превосходную общую долговечность.
Основные области применения
Исходя из этих свойств, область его применения делится на два основных сектора:
1. Применение абразивных материалов (основное применение)
ZFA — это высококачественное зерно, используемое в условиях высокого давления и интенсивного удаления материала, где критически важны как долговечность, так и скорость резания.
-
Пескоструйная обработка (дробеструйная обработка):
-
Основное применение: Для подготовки поверхности тяжелых стальных конструкций (судов, морских платформ, мостов, резервуаров для хранения) до уровня чистоты SA 2.5/SA 3.
-
Почему именно ZFA? Исключительная прочность позволяет ему выдерживать высокое ударное давление современного оборудования для безвоздушной пескоструйной обработки, не разрушаясь преждевременно. Он обеспечивает быструю и агрессивную резку, а также острый угловатый профиль анкера, идеально подходящий для адгезии краски. Он более долговечен, чем оксид алюминия, и менее пыльный, чем угольный шлак.
-
-
Абразивные материалы на основе смолы:
-
Шлифовальные и отрезные круги: используются для шлифовки стали в тяжелых условиях (например, шлифовка заготовок на металлургических заводах, удаление сварных швов, удаление заусенцев в литейном производстве) и резки толстых металлических профилей.
-
Абразивные материалы с покрытием (наждачная бумага/шлифовальные ленты): используются в высококачественных волоконных дисках, лепестковых дисках и шлифовальных лентах для металлообработки. Благодаря способности к самозаточке, они служат гораздо дольше, чем стандартные абразивы из оксида алюминия, что снижает частоту замены.
-
-
Сверхтвердые абразивные инструменты (как компонент матрицы):
-
В алмазных инструментах с металлической связкой (пильные полотна, шлифовальные чашки для бетона/камня) иногда в матрицу металлического порошка добавляют ZFA для повышения прочности инструмента и прочности сцепления.
-
2. Применение огнеупорных материалов
Здесь он ценится за высокую термостойкость, устойчивость к термическим ударам и сопротивление коррозии под воздействием шлака/щелочи .
-
Раздвижные затворные пластины и сопла: При непрерывной разливке стали эти компоненты должны выдерживать экстремальные термические циклы и химическую эрозию от расплавленной стали и шлака. Огнеупоры на основе ZFA превосходно справляются с этой задачей.
-
Футеровка ковшей из стали (критические зоны): используется в зонах повышенного износа, таких как шлаковая линия или ударные площадки ковшей.
-
Мебель для печей: используется для изготовления подставок, стоек и опор в высокотемпературных керамических печах, где несущая способность и устойчивость к термическим ударам имеют первостепенное значение.
-
Износостойкие литьевые смеси и пластмассы: добавляются в качестве заполнителя в огнеупорные литьевые смеси или смеси для трамбовки, что значительно повышает их износостойкость в таких областях, как вытяжные колпаки цементных печей, циклоны и блоки горелок.
Сравнение с другими абразивами/заполнителями
| Материал | Ключевая характеристика | Типичное применение (по сравнению с ZFA) |
|---|---|---|
| Коричневый плавленый оксид алюминия | Надежный, экономичный универсальный автомобиль. | Обычная пескоструйная обработка стали, более дешевые колеса. Менее прочные, чем ZFA. |
| Белый плавленый оксид алюминия | Очень твердый, острый, но хрупкий. | Прецизионная шлифовка твердых сталей, не предназначена для сильных ударных воздействий. |
| Карбид кремния | Чрезвычайно твердый, острый, но хрупкий. | Шлифовка цветных металлов, камня, очень быстрая резка, но быстро изнашивается при работе со сталью. |
| Оксид алюминия (пескоструйная обработка) | Стандартный абразив для пескоструйной обработки. | Подходит для общего применения; ZFA сохраняет свои свойства дольше при высоком давлении. |
| Бокситовые заполнители | Более дешевый огнеупорный заполнитель. | В условиях менее жестких условий эксплуатации ZFA обеспечивает превосходную устойчивость к образованию шлака. |
Краткое содержание
Основные области применения плавленого оксида алюминия на основе диоксида циркония обусловлены уникальным сочетанием прочности и режущей способности:
-
Основное применение: Высокоэффективный абразив , особенно для абразивной обработки в тяжелых условиях , а также для изготовления долговечных шлифовальных/режущих инструментов на смоляной связке для сталелитейной и металлообрабатывающей промышленности.
-
Вторичное применение: Высококачественный огнеупорный заполнитель в критически важных зонах сталелитейного производства и высокотемпературных промышленных печей, где термический шок и коррозия представляют собой серьезную проблему.
