Для обеспечения достаточной текучести расплава алюминия, необходимой для его прохождения через керамический пенофильтр при литье алюминия, температура расплава алюминия в стационарной печи обычно повышается на 3–5 °C (по сравнению с температурой нефильтрованного расплава). Температура, при которой расплав алюминия вступает в контакт с керамическим пенофильтром, не должна быть ниже 680–690 °C. Повышение температуры позволяет расплаву алюминия поглотить тепло керамического пенофильтра и при этом сохранить достаточную текучесть для прохождения через него (особенно на начальном этапе).
Расплавленный алюминий практически не смачивает керамический пенофильтр. Сила, создаваемая поверхностным натяжением, препятствует проникновению расплавленного алюминия в керамический пенофильтр. Внутри расплавленный алюминий должен иметь достаточный напор, чтобы уравновесить поверхностное натяжение, то есть расплавленный алюминий может проходить через керамический пенофильтр. Керамическому пенофильтру не требуется высокий напор при фильтрации, а начальный напор составляет 100–150 мм. Он может беспрепятственно проходить даже при напоре около 10 мм в процессе фильтрации.
Керамический фильтр алюминиевого литья, погруженный в расплав алюминия, плотно забит силикатной ватой. Жидкий алюминий может проходить только через зубчатые отверстия керамического пенофильтра благодаря совокупному воздействию осевого давления, трения, поверхностной адсорбции и химических сил, действующих при течении жидкости. Включения, содержащиеся в алюминиевом расплаве, прочно удерживаются в порах керамического пенофильтра. Поверхности и зазоры в порах отделены от жидкой фазы металла.
Влияние алюминиевого шлака зависит от размера пор и толщины керамический пенофильтр для литья, а также скорость, с которой расплав алюминия проходит через фильтр. Чем толще керамический пенофильтр, тем меньше размер пор, тем дольше расплав алюминия протекает через него и тем выше вероятность столкновений. Кроме того, включения задерживаются, и вероятность их осаждения и адсорбции на стенках пор становится выше.
Следует отметить, что при слишком низкой скорости потока фильтрата, проходящего через керамический пенофильтр, он плохо впитывается и не может беспрепятственно проходить через поры фильтра. При слишком высокой скорости потока поток жидкого металла смывает твердые включения со стенок пор и может вымывать их. Оптимальная скорость потока определяется производственной практикой.
Размеры керамического пенопластового фильтра
660 × 660 × 50 (26″)
584 × 584 × 50 (23″)
508 × 508 × 50 (20″)
432 × 432 × 50 (17″)
381×381×50 (15″)
305×305×50 (12″)
228×228×50 (9″)
178×178×50 (7″)
Керамический пенофильтр. Размер пор (PPI):10/20/30/40/50/60
Фильтр Foundry Filter с плотностью 30 и 40 ppi является наиболее широко используемым фильтром из керамической пены в алюминиевом литейном производстве.
При обычном литье алюминия, как правило, используются керамические фильтрующие пластины с плотностью 10–40 ppi.
В авиационной промышленности и при производстве высококачественных алюминиевых материалов обычно используются керамические фильтрующие пластины с плотностью 30–60 ppi.
