历史及发展


过滤技术应用于铸造生产已有几十年的历史,最初是用铁丝网、带孔的钢板、多孔泥芯等简单的过滤器插入浇注系统中来滤除大块夹杂物。从六十年代初起, 在俄、美、英、中等国家陆续出现了硅酸铝纤维质、钼丝质、氮化硼纤维质等两维结构型内过滤网,并在生产中得到应用。用于铸造合金过滤的还有直孔芯型陶瓷过滤器和耐火颗粒过滤器,但它们的孔隙率均小,而且前者的过滤效率仍较低,过滤效果不稳定,后者由于颗粒间无粘结 作用使其易漏粒,使用也不方便。七十年代初美国最先研制成功的烧结型多孔陶瓷过滤器虽解决了耐火颗粒过滤器易漏粒和使用不便的问题,但和八十年代初美国最先研制成功的直孔型蜂窝陶瓷过滤器一样,孔隙率仍较小,一般小于50%,金属液过流率低。


自1978年铝合金用泡沫陶瓷过滤器首次研究成功以来,泡沫陶瓷过滤技术得到了迅速发展。这种过滤器(简称CFF,即Ceramic Foam Filter)是采用聚氨酯泡沫塑料为载体,将它浸入由陶瓷粉末、粘结剂、助烧结剂、悬浮剂等制成的涂料中,然后挤掉多余涂料,使陶瓷涂料均匀涂敷于载体骨架成为坯体,再把坯体烘干并经高温焙烧而成。泡沫陶瓷过滤器又分为粘结型和烧结型,前者依靠粘结剂将陶瓷微细颗粒粘结在一起,后者是依靠在高温下保温, 使较纯的陶瓷微细颗粒烧结熔合起来。泡沫陶瓷过滤器所具有的独特的三维连通曲孔网状骨架结构使其具有高达80%-90%的开口孔隙率,并具有以下三种过滤净化机制:其一是机械拦截;其二是整流浮渣,即过滤片的整流作用使过滤片前的横浇道处于充满状态,使过滤后的铁水呈平稳的层流状态,铁水的氧化和冲刷反应减弱,从而使夹杂物易于上浮和捕获,使过滤片后的二次夹杂物数量减少;其三是深层吸附,即进入过滤片内部的细小夹杂物由于与流径复杂的陶瓷网络充分接触而被吸附于骨架上或被滞留于网络死角中。它通过这三种过滤净化机制,可高效地滤除金属液中的大块夹杂物和很大部分小至数十微米的微小悬浮夹杂物,从而显著降低铸件废品率和焊补率。此外,还能简化浇注系统,改善金相组织,从而提高铸件工艺出品率和生产率,改善铸件内部质量、工作性能以及机加工性能。

►铁丝网/钢丝网
带孔钢板
多孔泥芯
石棉纤维网
带孔云母片
无碱玻璃纤维网
高硅氧玻璃纤维网
粘土质粗孔过滤片
挤压型直孔陶瓷过滤片
蜂窝式直孔陶瓷过滤片
泡沫陶瓷过滤片


就过滤效果而言,泡沫陶瓷过滤片最佳;考虑强度的话,直孔陶瓷过滤片最佳;从性价比角度出发,高硅氧玻纤过滤网最佳。


选择哪种材料的过滤产品除考虑成本、易用性方面外,还要结合实际情况,如铸件质量要求、铸造生产工艺方法和设备、铸件类型和形状、浇注温度和浇注时间等。对于中小铸件,对质量要求一般的情况下,可考虑采用高硅氧玻纤过滤网,经济实用,使用简单,除浇注重量、浇注时间受一定限制外,可满足大部分铸件提高质量、降低成本的要求。对于自动浇注生产线,可考虑直孔或泡沫陶瓷过滤片,直孔陶瓷片的好处是抗压强度非常高,适用于大型铸件,但是由于也是直通的孔径结构,很难捕获细微的夹渣;泡沫陶瓷过滤片最大的优势在于最好的过滤效果,一般适合对质量要求较高的铸件如汽车配件、阀门齿轮配件等。

未来过滤产品的发展将基于铸造行业的发展需要,还会有更多新型的产品出现以满足不断进步的产业。