ترشيح المعادن المنصهرة

في مجال إنتاج المصبوبات، تشكل عيوب الصب الناتجة عن الشوائب غير المعدنية ما بين 50% و60% من إجمالي عدد المنتجات المهدرة. ولا تؤدي عيوب الشوائب إلى تقليل الخصائص الميكانيكية للمصبوبات بشكل كبير فحسب، بل لها أيضًا تأثير ضار على أداء المعالجة والمظهر. يعد تنقية سبائك الصب السائلة وتقليل أو إزالة الشوائب غير المعدنية المختلفة أمرًا بالغ الأهمية للحصول على قطع مصبوبة عالية الجودة. وتستطيع تقنية ترشيح المعادن المنصهرة تحقيق هدف تنقية سبائك الصب السائلة بفعالية.

جدول المحتويات

منذ أن استُخدم المرشح الخزفي الرغوي المصنوع من سبائك الألومنيوم لأول مرة في عام 1978، شهدت تقنية ترشيح المعادن المنصهرة تطوراً سريعاً. يستخدم المرشح الخزفي رغوة البولي يوريثان كحامل، حيث يتم غمرها في مادة تعليق مكونة من مسحوق خزفي ومواد رابطة وعامل تلبيد وطلاء، وذلك لعصر الطلاء الزائد. يتم طلاء الهيكل الحامل بطبقة متساوية من الطلاء لتشكيل جسم خام، ثم يتم تجفيف الجسم الخام وتحميصه عند درجة حرارة عالية.

مواد الترشيح الرغوية ذات الخلايا المفتوحة وتنقسم إلى النوع الملصق والنوع المُتلبَّد. يعتمد النوع الأول على مادة رابطة لربط جزيئات السيراميك معًا. أما النوع الثاني فيعتمد على الحفاظ على الحرارة عند درجات حرارة عالية لتلبيد ودمج جزيئات السيراميك الميكرونية النقية نسبيًّا. يتميز مرشح الرغوة الخزفية بهيكل هيكلي فريد ثلاثي الأبعاد لشبكة مسام منحنية متصلة، والتي تصل مساميتها المفتوحة إلى ما بين 80% و90%، وتتميز بآليات الترشيح والتنقية الثلاث التالية: الأولى هي الاعتراض الميكانيكي، والثانية هي تصفية الرغوة، والثالثة هي الامتصاص العميق. من خلال آليات الترشيح والتنقية الثلاث هذه، يمكنه ترشيح الشوائب الكبيرة وجزء كبير من الأجسام العائمة الصغيرة في المعدن السائل التي يصل حجمها إلى عشرات الميكرونات بشكل فعال، مما يقلل من معدل نفايات الصب ومعدل إصلاح اللحام. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه تبسيط نظام القنوات وتحسين البنية المعدنية، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية وكفاءة عملية الصب، وتحسين جودة وأداء المسبوكات. ولذلك، فإن مرشح السيراميك الرغوي يتمتع بآفاق تطبيق واعدة.

يجب أن يتمتع مرشح المعادن المنصهرة بالخصائص التالية:

ويتمتع هذا المادة بقوة ميكانيكية كافية في درجة حرارة الغرفة وفي درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعله قادرًا على تحمل تأثيرات اهتزازات النقل، وعملية البثق، والمعدن المنصهر عالي الحرارة أثناء الاستخدام.
ويتميز هذا المادة بمقاومة مناسبة للحرارة ومعامل تمدد حراري منخفض، مما يضمن عدم تليينه أو تشوهه تحت تأثير المعدن المنصهر عالي الحرارة على المدى الطويل.
ويتميز باستقرار كيميائي ممتاز في درجات الحرارة العالية، بحيث لا يتعرض للتآكل بفعل المعادن المنصهرة عند درجات الحرارة العالية، مما يمنع حدوث تلوث معدني.