泡沫陶瓷过滤器

1、泡沫陶瓷过滤器,泡沫陶瓷,泡沫陶瓷是由陶瓷构成的泡沫体,其孔隙率高达80%90%,且通道曲折,表面积大,可与流体充分接触。大量的研究实践证明,泡沫陶瓷过滤器可有效去除金属中的夹杂物和气体等有害杂质,提高金属内在质量。,泡沫陶瓷过滤器的净化机理,泡沫陶瓷过滤器可以有效地拦截液态金属中的夹杂物,提高铸件品质和成品率 飘浮分离机制 “滤饼”机制 吸附机制,飘浮分离机制,在浇注系统中放置泡沫陶瓷过滤器后,金属液流阻力增大,液态金属在浇注系统中呈充满状态,从而发挥浇注系统挡渣功能。同时,从直浇道注入的液流通过过滤器节流,金属液在直浇道内短暂停留,密度小的渣子上浮分离,即可产生底注式浇注系统的同样效果。当

2、金属液经泡沫陶瓷过滤器继续浇注时,一方面密度小的渣子上浮,另一方面有效地减轻或消除了涡流。,“滤饼”机制,泡沫陶瓷过滤器是弯弯曲曲的通道,可以高效率地机械挡渣,许多大于过滤器孔洞的夹杂被捕获在过滤器入口端。随着捕获夹杂物数量的增多,在过滤器入口端表面形成了由大块夹杂构成的“滤饼”。“滤饼”使液流变细,这样小于过滤器网孔尺寸的夹杂也被部分捕获在“滤饼”上。,吸附机制,过滤器置于型腔的横浇道或内浇道中,过滤操作属深层过滤。当第1股液流抵达过滤器入口端表面时,产生液流与泡沫网架的吸附现象,同时,会发生液流的“撞击”现象。过滤器本身又有阻流作用,有些夹杂质点在一定压力下,由于夹杂物与固态的泡沫陶瓷网架

3、更具有相近的“共格对应”关系,从而易于润滑而产生吸附。这种吸附主要是以无选择的多分子层物理吸附为主,夹杂物在过滤器网架上逐层粘附,直至堵塞为止,泡沫陶瓷的制备工艺 下料,下料即切制泡沫塑料。网状聚氨酯泡沫塑料作为 过滤器的载体,其性能直接影响过滤器的质量,应具 备如下特征:网孔均匀,确保陶瓷浆料自由渗透, 涂挂均匀;亲水性,可牢固地吸附浆料;足够的 回弹性,挤出多余浆料后能迅速恢复原形;中温挥 发性,低于陶瓷烧成温度下挥发,且不污染陶瓷,泡沫陶瓷的浆料由耐火骨料、烧结助剂、粘结剂等微粉加水制成,浆料的制备是一道至关重要的工序,陶瓷浆料应具有尽可能高的固相含量(浆料的密度1822 g/cm3,固

4、相含量50 %65 %)、较好的触变性和润湿性。高的固相含量保证陶瓷颗粒最大限度地附着在泡沫塑料的丝网上,提高过滤器强度;好的触变性便于浆料均匀成型,防止塞孔。若浆料与泡沫陶瓷的润湿性差,浆料会聚集在泡沫结构的交叉处,而棱线处较少,烧结后强度下降,甚至造成废品。,配料、制浆,耐火骨料的选材,耐火骨料的选材,助剂与耐火骨料可形成低熔点相或进行固相烧结。若助剂加入量不合适,反而妨碍低温烧结。 氟化物对降低陶瓷的烧结温度效果极为明显但氟化物会腐蚀设备、污染环境; ZrO2显著提高刚玉质泡沫陶瓷过滤器的断裂韧性;氧化镁和氧化钛增强其烧结致密度; SiO2+Al2O3可降低碳化硅质过滤器的烧结温度; 稀

5、土氧化物和耐火粘土等可缩短铝矾土质陶瓷过滤器的烧结时间、降低烧结温度等,助剂的选取,粘结剂的选取,粘结剂可分常温和高温粘结剂,其作用是提高素坯的强度。常温过滤器一般选用有机粘结剂,中温后随泡沫塑料一起挥发;高温粘结剂一般选用无机粘结剂。但有时粘结剂会降低过滤器的高温性能,故有的浆料不添加粘结剂。,泡沫陶瓷的生产过程中常用的粘结剂,(1)聚乙烯醇为有机粘结剂,其特点是高温时随泡沫塑料一起挥发,不会污染陶瓷,适用于过滤高活性合金及高温合金; (2)磷酸二氢铝胶凝性较强,但在过滤液态金属过程时易产生五氧化二磷,造成污染,而且抗压强度不高; (3)水玻璃 烧结时易形成玻璃相,降低陶瓷的强度和软化温度,

6、不适于烧制用于高温合金的过滤器; (4)硅溶胶中SiO2呈网状结构,结合力较强,失水后的硅溶胶有很高的活性,有利于陶瓷的烧结。,其他助剂,有些助剂加入量较少,但可增加浆料的均一性、稳定性、涂挂性和触变性等性能,制备出性能较好的浆料。 如:为使泡沫母体能饱吸陶瓷浆料需加入增塑剂; 为防止气泡进入母体,形成架空现象,需加入消泡剂; 陶瓷浆料中加入表面活性剂可改善陶瓷浆料与有机泡沫的润湿性; 为增加浆料触变性可加入一些交联剂等,浸渍,用泡沫塑料均匀饱和浸吸陶瓷浆料,然后反复挤压泡沫塑料,除去多余的浆料,使陶瓷颗粒充分、均匀的附着在泡沫塑料上,制成素坯。此工序的关键是挤压的力度和均匀性,若泡沫塑料中残存陶瓷浆料,则会造成孔径变小或塞孔等缺陷,反之,陶瓷浆料附着过少会影响制品的强度。,烘干和烧结,坯体烘干期 将素坯于低温下烘干一段时间,排除游离水,并获得初步强度;此阶段应控制升温速度和保温温度,避免出现变形、掉渣和裂纹等缺陷。 泡沫挥发期 将烘干的坯体以一定的速度加热至泡沫的燃点以上,保温一段时间,使泡沫完全挥发;此阶段升温不易过快,否则会降