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鑄造過濾技術的發展曆程

時間:2018-03-29

過濾技術應用於鑄造生產已有幾十年的曆史,最初是用鐵絲網、帶孔的鋼板、多孔泥芯等簡單的過濾器插入澆注係統中來濾除大塊夾雜物。從六十年代初起, 在俄、美、英、中等國家陸續出現了矽酸鋁纖維質、鉬絲質、氮化硼纖維質等兩維結構型內過濾網,並在生產中得到應用。用於鑄造合金過濾的還有直孔芯型陶瓷過濾器和耐火顆粒過濾器,但它們的孔隙率均小,而且前者的過濾效率仍較低,過濾效果不穩定,後者由於顆粒間無粘結 作用使其易漏粒,使用也不方便。七十年代初美國最先研製成功的燒結型多孔陶瓷過濾器雖解決了耐火顆粒過濾器易漏粒和使用不便的問題,但和八十年代初美國最先研製成功的直孔型蜂窩陶瓷過濾器一樣,孔隙率仍較小,一般小於50%,金屬液過流率低。

自1978年鋁合金用泡沫陶瓷過濾器首次研究成功以來,泡沫陶瓷過濾技術得到了迅速發展。這種過濾器(簡稱CFF,即Ceramic Foam Filter)是采用聚氨酯泡沫塑料為載體,將它浸入由陶瓷粉末、粘結劑、助燒結劑、懸浮劑等製成的塗料中,然後擠掉多餘塗料,使陶瓷塗料均勻塗敷於載體骨架成為坯體,再把坯體烘幹並經高溫焙燒而成。泡沫陶瓷過濾器又分為粘結型和燒結型,前者依靠粘結劑將陶瓷微細顆粒粘結在一起,後者是依靠在高溫下保溫, 使較純的陶瓷微細顆粒燒結熔合起來。泡沫陶瓷過濾器所具有的獨特的三維連通曲孔網狀骨架結構使其具有高達80%-90%的開口孔隙率,並具有以下三種過濾淨化機製:其一是機械攔截;其二是整流浮渣,即過濾片的整流作用使過濾片前的橫澆道處於充滿狀態,使過濾後的鐵水呈平穩的層流狀態,鐵水的氧化和衝刷反應減弱,從而使夾雜物易於上浮和捕獲,使過濾片後的二次夾雜物數量減少;其三是深層吸附,即進入過濾片內部的細小夾雜物由於與流徑複雜的陶瓷網絡充分接觸而被吸附於骨架上或被滯留於網絡死角中。它通過這三種過濾淨化機製,可高效地濾除金屬液中的大塊夾雜物和很大部分小至數十微米的微小懸浮夾雜物,從而顯著降低鑄件廢品率和焊補率。此外,還能簡化澆注係統,改善金相組織,從而提高鑄件工藝出品率和生產率,改善鑄件內部質量、工作性能以及機加工性能。

►鐵絲網/鋼絲網

►帶孔鋼板

►多孔泥芯

►石棉纖維網

►帶孔雲母片

►無堿玻璃纖維網

►高矽氧玻璃纖維網

►粘土質粗孔過濾片

►擠壓型直孔陶瓷過濾片

►蜂窩式直孔陶瓷過濾片

►泡沫陶瓷過濾片


就過濾效果而言,泡沫陶瓷過濾片最佳;考慮強度的話,直孔陶瓷過濾片最佳;從性價比角度出發,高矽氧玻纖過濾網最佳。

選擇哪種材料的過濾產品除考慮成本、易用性方麵外,還要結合實際情況,如鑄件質量要求、鑄造生產工藝方法和設備、鑄件類型和形狀、澆注溫度和澆注時間等。對於中小鑄件,對質量要求一般的情況下,可考慮采用高矽氧玻纖過濾網,經濟實用,使用簡單,除澆注重量、澆注時間受一定限製外,可滿足大部分鑄件提高質量、降低成本的要求。對於自動澆注生產線,可考慮直孔或泡沫陶瓷過濾片,直孔陶瓷片的好處是抗壓強度非常高,適用於大型鑄件,但是由於也是直通的孔徑結構,很難捕獲細微的夾渣;泡沫陶瓷過濾片最大的優勢在於最好的過濾效果,一般適合對質量要求較高的鑄件如汽車配件、閥門齒輪配件等。

未來過濾產品的發展將基於鑄造行業的發展需要,還會有更多新型的產品出現以滿足不斷進步的產業。