Schwarzes Siliziumkarbid bezeichnet eine Klasse von Hochleistungskeramikwerkstoffen, die für besonders verschleiß- und korrosionsbeständige Bauteile eingesetzt werden. Diese Pumpen sind für die Förderung von Schlämmen und Flüssigkeiten ausgelegt, die herkömmliche Metallpumpen schnell zerstören würden.
1. Warum wird schwarzes Siliziumkarbid in Pumpen verwendet?
Keramische Pumpen sind oft die erste Wahl zum Pumpen von abrasiven, korrosiven oder kombinierten (abrasiv-korrosiven) Medien. Standardwerkstoffe wie Edelstahl versagen unter diesen Bedingungen schnell.
Die außergewöhnlichen Eigenschaften von schwarzem Siliciumcarbid machen es ideal für diese anspruchsvolle Aufgabe:
Extrem hohe Härte: Mit einer Mohs-Härte von 9,5 zählt es zu den härtesten verfügbaren Werkstoffen und bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Abrieb durch feste Partikel (z. B. Sand, Mineralien, Asche).
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Es widersteht dem Angriff einer Vielzahl von Säuren, Laugen und Salzen und gewährleistet so eine lange Lebensdauer bei der chemischen Verarbeitung.
Hohe mechanische Festigkeit: Es besitzt eine sehr hohe Druckfestigkeit, wodurch es auch hohen Betriebsdrücken standhält.
Gute Temperaturwechselbeständigkeit: Es hält schnellen Temperaturwechseln ohne Rissbildung stand.
Leichtgewicht: Es ist deutlich leichter als Metalle wie Wolframcarbid.
| TYPISCHE CHEMISCHE ANALYSE | TYPISCHE PHISIONALE EIGENSCHAFTEN | ||
| SiC | ≥98% | Härte: | Mohshärte: 9,15 |
| SiO2 | ≤1% | Schmelzpunkt: | Sublimiert bei 2250 °C |
| H₂O₃ | ≤0,5 % | Maximale Betriebstemperatur: | 1900℃ |
| Fe2O3 | ≤0,3 % | Spezifisches Gewicht: | 3,2–3,45 g/cm³ |
| FC | ≤0,3 % | Schüttdichte (LPD): | 1,2–1,6 g/cm³ |
| Magnetischer Inhalt | ≤0,02% | Farbe: | Schwarz |
| Partikelform: | Sechseckig | ||
2. Wichtigste Anwendungsgebiete bei Pumpen
Schwarzes Siliziumkarbid wird aufgrund der Kosten und der komplexen Herstellung typischerweise nicht für das gesamte Pumpengehäuse verwendet. Stattdessen kommt es für die kritischsten Bauteile zum Einsatz , die den härtesten Bedingungen ausgesetzt sind:
Gleitringdichtungen (Die häufigste Anwendung):
Dies ist der erste Einsatz von SiC in Pumpen. Eine Gleitringdichtung benötigt ein hartes, flaches und langlebiges Ringpaar (die stationäre und die rotierende Dichtfläche), um Leckagen zu verhindern.
Häufige Paarungen sind:
SiC vs. SiC: Wird für extrem abrasive und abrasiv-korrosive Anwendungen eingesetzt. Dies ist die erste Wahl für Keramikpumpen.
SiC vs. Wolframcarbid: Für weniger abrasive, aber stark korrosive Anwendungen.
SiC vs. Kohlenstoff: Für Anwendungen, die eine bessere Schmierung erfordern.
Hülsen und Buchsen:
Bei Anwendungen, bei denen die Schmierung schwierig ist, machen die selbstschmierenden Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit von SiC es ideal für Hülsen und Buchsen.
Kehlbuchsen und Auskleidungen:
Werden als Drosselbuchsen im Pumpengehäuse verwendet, um andere Bauteile vor Verschleiß zu schützen.