泡沫陶瓷的应用 - 铸造用过滤器浅析

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2020-06-17   环球过滤分离技术网   guolvfenlitech1
泡沫陶瓷的应用 - 铸造用过滤器

         泡沫陶瓷是种多孔材料，继第一代普通多孔陶瓷、第二代蜂窝多孔陶瓷后发展起来的第三代多孔陶瓷产品。其孔径从纳米级到微米级不等，具有三维立体网络结构和高气孔率的材料特征，气孔率最高可达90%以上。具有重量轻、气孔率高、比表面积大、抗热震、耐腐蚀、耐高温、使用寿命长以及过滤吸附性好等等优点。
第三代泡沫陶瓷材料的产品发展始于20世纪70年代，作为一种新型的无机非金属过滤材料，主要以原矿粉体、高岭土，或陶瓷工业废渣、粉煤灰、煤矸石、大理石尾矿、炉渣等无机材料作为原料，掺加一定比例的发泡剂、助溶剂等制成水基陶瓷浆料，将其浸渍在泡沫塑料上形成陶瓷膜涂层，而后烧制成而成。根据需过滤的金属液对象，常见材质有碳化硅质、氧化铝质、氧化锆质、氧化镁质等。

       氧化铝质泡沫陶瓷过滤器 ©Kiez Technology

        目前泡沫陶瓷已被广泛应用于多项领域，除净化冶金工业过滤熔融态金属外，还被用于隔热隔音材料、化学催化剂载体等应用领域。

净化冶金工业过滤熔融态金属


几种泡沫陶瓷对应的金属液种类

        泡沫陶瓷过滤器主要应用于铸造工艺中，净化液态铸造合金，减少或消除铸件时的各种非金属夹杂物和排气问题。由于非金属夹杂物等铸造问题缺陷导致的铸件废品占废品总数的比例高达50%-60%，各项成本增加的同时，多余废品的流出对外界环境的破坏可想预知，且夹杂物缺陷不仅严重拖累了铸件的机械性能和铸造性能，同时也对铸件的切削加工和外观产生有害影响。

为解决这个问题，人们从最初利用铁丝网、带孔的钢板等，制成的简易过滤器插入浇注系统来去除夹杂物；到硅酸销纤维、氮化硼纤维等两维结构内过滤网。如今泡沫陶瓷过滤器利用孔径机械拦截大颗粒夹杂氧化物，利用滤饼作用过滤小颗粒夹杂氧化物。并带有吸附、整流能力，采用泡沫陶瓷过滤器的生产线，其铸件成品率得到明显改善。例如东风汽车铸造二厂使用泡沫陶瓷过滤器后，出品率从65.3%提高至71.5%，仅从浇冒口重量方面就节约了6%的铁水。过滤后的铸件硬度也显著提高，进而延长了切削刀具的使用寿命.

泡沫陶瓷过滤器一般是采用聚氨基甲酸乙脂泡沫塑料作为载体，浸入由耐火骨料烧结助剂、粘结剂等微粉加水制成的陶瓷浆料，而后挤出多余浆液，剩下包覆在泡沫纤维周围的陶瓷料，再经过烘干，在高温下焙烧烧结，最终留下的泡沫状陶瓷制品。由于铸造合金的浇注温度不同，铸件应选择耐火性能材质的泡沫陶瓷过滤器也不同。近几十年来，国内外根据不同材质合金的性能，已研发出多种材质的泡沫陶瓷过滤器。



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