工業加工セラミックスは、機械製造、精密研削、材料取り扱い、化学反応など幅広い応用分野を含みます。従来の金属部品は、研磨材、高温、腐食性媒体にさらされると急速に劣化し、頻繁なダウンタイムや資源の無駄が生じます。窒化シリコンセラミックスは、高硬度(HV 1500)、高い破壊靭性、自己潤滑性、耐腐食性といった利点を兼ね備えており、タングステンカーバイドや耐摩耗合金の理想的な代替品となります。窒化シリコン部品の使用により、機器の稼働時間が大幅に延長され、メンテナンスコストを削減し、潤滑油やグリースの使用を最小限に抑えられます。同時に、軽量設計は機器のエネルギー消費を抑え、リーン製造やグリーンファクトリーアップグレードの重要な部品となっています。
高速旋盤加工やフライス加工、ならびに灰色鋳鉄、延性鉄、耐熱合金、ニッケル系合金などの加工が難しい材料の連続加工に適しています。窒化シリコンインサートは高温と赤色硬度に耐え、切削速度を30〜50%向上させます。同時に、乾式加工により冷却材の必要がなくなり、工具寿命はカーバイドの最大4倍に達し、部品ごとの単価処理コストと冷却材処理の負担を大幅に削減します。
高速工作機械スピンドル、ターボ分子ポンプ、スクリューエアコンプレッサー、その他の精密回転装置に使用されています。窒化ケイ素セラミックボールはG5以上の精度を達成し、鋼球と比べて最大回転速度が40%向上し、運転温度上昇が20%減少します。オイルミスト潤滑を不要し、潤滑システムを簡素化し、油気排出を排除します。
高純度粉末(バッテリーカソード材料、MLCCセラミック粉末、顔料)の湿式または乾式粉砕に使用されます。窒化ケイ素マイクロビーズは密度が中程度で、ジルコニアの3倍の耐摩耗性を持ちます。金属不純物を含まず、製品の純度を確保し、ビーズ消費を60%削減することで、固形廃棄物や頻繁なビーズ補充に伴う労働負荷を最小限に抑えます。
自動化組立ライン、検査治具、溶接ジグなどの精密位置決め用途で使用されます。窒化シリコン製の位置決めピンは長時間使用後も摩耗が最小限で、熱膨張係数が低く、作業場内の温度変動でも繰り返し可能な位置決め精度を維持します。これにより、工具や治具の耐用年数が延び、器具の校正頻度が減り、スクラップ率が低下します。
化学ポンプ、回転継手、機械的シールなどの動的シール用途で使用されます。窒化ケイ素シールリングの端面は酸やアルカリ腐食に耐性があります(フッ化水素酸を除く)。乾燥運転中や粒子を含む媒体を取り扱う際でも漏れが低く、使用寿命は炭化ケイ素や合金シールリングの2〜3倍長く、メンテナンスや交換による生産停止時間、メディア漏れのリスクを削減します。
サンドブラスト機、エアジェットミル、スプレードライイングタワー、排気ガス処理システムに使用されています。窒化シリコンノズルは安定した内部寸法を持ち、高速ガス侵食に強いです。カーバイドノズルの3倍から5倍の寿命を持ち、材料を汚染する可能性のある硬い粒子を排出せず、プロセスの安定性を確保し、ノズル交換の頻度を削減します。
空気分類機での微細粉末(リチウム電池材料、希土類、医薬品粉末など)の分類に使用されます。窒化シリコン分類ホイールのブレードは薄く、強度が高く丈夫で、最大150 m/sの線速度に耐えられます。摩耗後も材料を汚染せず、安定した分類精度を確保しています。使用寿命は45鋼の10倍以上長く、超微細粉末の生産におけるダウンタイムや洗浄コストを大幅に削減します。
高速遠心圧縮機、排気ガスターボチャージャー、マイクロガスタービンに使用されます。窒化ケイ素タービンローターは密度が低く(3.2 g/cm³)、金属ローターと比べて50%以上の軽量化を実現しています。これにより起動および停止慣性が低減され、超高速での変形が最小限に抑えられ、複雑な冷却システムの必要性が不要となり、ユニット全体のエネルギー効率を効果的に向上させつつ、ベアリング負荷や潤滑油消費を削減します。
材料輸送パイプラインの肘部、シュート、混合タンク、スクレーパーコンベヤーのベースプレートのライニングに使用されます。窒化ケイ素耐摩耗板は、エポキシまたはボルトで高摩耗部分に固定されます。高硬度(HV 1500)を活かし、砂、砂利、石炭粉、スラリーによる長時間の衝撃や磨耗に耐えます。使用期間は高クロム鋳鉄の6倍から10倍長く、ライナー交換のダウンタイムを減らし、メンテナンスの無駄を最小限に抑えます。
射出成形機、押出機、プランジャーポンプなどの油圧または高摩耗シリンダーに使用されます。窒化シリコンライナーは滑らかで密度の高い表面を持ち、摩擦係数が低く、結合部品と組み合わせることで摩耗が最小限で、「シリンダースケーリング」故障を効果的に防ぎます。さらに、腐食性媒体への耐性によりシリンダーの全使用寿命が3倍以上延び、油圧油漏れのリスクやシリンダー再製造に伴う炭素排出のリスクを減らします。
