Фильтр для расплавленного металла, керамические пенопластовые фильтры для литья

Фильтр для расплавленного металла обладает такими преимуществами, как хорошая химическая стойкость, высокая удельная прочность, термостойкость, устойчивость к термическим ударам, большая удельная поверхность и т. д., а также обеспечивает эффективный удаление шлака, прост в эксплуатации, легко сочетается с другими деталями и отличается низкой стоимостью. Поэтому он стал стандартным методом очистки при производстве алюминиевых сплавов. Исследования показали, что удаление шлака также позволяет снизить содержание водорода в расплаве алюминия. С ростом требований к качеству алюминиевой продукции растут и требования к качеству фильтрации.

Фильтр для расплавленного металла

Содержание

Конструкция фильтра для расплавленного металла

Обычный способ изготовления керамический фильтр с пенонаполнителем заключается в том, чтобы погрузить полиуретановую губку в керамическую суспензию, отжать излишки и высушить. В заключение она подвергается спеканию при высокой температуре, в результате чего образуется трехмерный пористый керамический материал, представляющий собой изогнутую и взаимосвязанную трубку с неравномерной толщиной. Именно эта неравномерная толщина стенок трубки играет ключевую роль в улавливании мелких включений в расплаве алюминия. Такая структура также увеличивает длину пути, по которому расплав алюминия проходит, повышая вероятность его контакта с керамической частью фильтра и, следовательно, увеличивая вероятность адсорбции частиц включений.

Фильтрующая функция фильтра для расплавленного металла

Керамический фильтр способен не только эффективно удалять крупные гетерогенные примеси из расплавленного алюминия, но и отфильтровывать мелкие включения размером в несколько микрон, которые невозможно удалить традиционным способом. Атомы водорода и другие вредные ионы в расплавленном алюминии часто адсорбируются на этих включениях, а сами включения могут стать ядром для образования пузырьков. Поэтому, отфильтровывая включения, фильтр также позволяет снизить содержание этих вредных элементов и газов в расплавленном алюминии. В некоторых исследованиях также высказывается мнение, что фильтрующий диск отфильтровывает множество мелких включений, тем самым уменьшая количество эффективных кристаллических зародышей, необходимых для затвердевания расплавленного алюминия. Это может способствовать росту алюминиевых зародышей в условиях значительного переохлаждения, утончить структуру и улучшить эксплуатационные характеристики продукции.

Механизм фильтрации

Основная цель использования пенокерамического фильтра заключается в удалении включений из расплава алюминия. Включения в расплаве обычно встречаются в трёх формах: оксиды металлов; посторонние частицы, такие как крошка огнеупорного материала; частицы, попавшие в расплав в процессе его переработки.

Как правило, существует три способа удаления частиц, находящихся во взвешенном состоянии в расплаве: осаждение, при котором частицы оседают на дне расплава; всплывание, при котором включения всплывают на поверхность расплава; фильтрация, при которой частицы отделяются от расплава с помощью пористой среды.

Естественное осаждение, как правило, происходит при высокой плотности и большом диаметре частиц, тогда как частицы размером менее 90 пм не поддаются эффективному осаждению статическим способом. Пузырьки или расплавленный флюс, образующиеся в ходе традиционного газового дегидрирования или обработки флюсом, могут заставлять частицы включений всплывать на поверхность расплава. В большинстве случаев этот механизм эффективен для удаления включений размером более 30 мкм. Под фильтрацией понимается процесс, при котором расплав протекает через плотно упакованные шарики, стекловолоконные ткани, металлическую сетку, пенокерамический фильтр или другие пористые материалы с целью отделения частиц включений от расплава. Преимущество пенокерамического фильтра заключается в том, что он способен удалять частицы включений, диаметр которых значительно меньше диаметра его собственных отверстий.