Существует множество видов фильтрующих механизмов. Рассмотрим в качестве примера керамический пенофильтр, чтобы проиллюстрировать основной принцип фильтрации. Принцип действия керамического пенофильтра включает в себя механическую фильтрацию, ректификацию, образование фильтрационного осадка и адсорбцию.
Механическая фильтрация: Когда расплавленный металл протекает через керамический пенопластовый фильтр, включения, размер которых превышает диаметр пор, задерживаются на фильтре.
Исправление: Во время разливки расплав, как правило, находится в турбулентном состоянии. При прохождении через фильтр расплав переходит в состояние ламинарного течения, что способствует всплыванию включений, снижая их воздействие на форму, а также уменьшая вымывание песка и образование включений вторичного окисления.
Функция фильтрационного осадка: По мере прохождения процесса фильтрации поры фильтра постепенно забиваются включениями и становятся меньше, что позволяет отфильтровывать включения меньшего размера.
Адсорбция: Керамический пенопластовый фильтр обладает большой площадью поверхности, а фильтрующий материал демонстрирует высокую адсорбционную способность в отношении включений. Когда металлическая жидкость протекает по этим извилистым каналам, мелкие включения легко адсорбируются на стенках фильтрующих каналов. Различия в эффективности фильтрации различных фильтров в основном обусловлены разной степенью проявления вышеупомянутых свойств.
В целом керамический пенофильтр с трехмерной структурой обладает хорошей фильтрующей способностью, а одновременное действие нескольких фильтрующих механизмов позволяет в максимальной степени удалить включения из расплава.
В принципе, керамический пенофильтр можно разместить в любом месте литниковой системы, однако чем ближе он находится к отливке, тем лучше фильтрующий эффект. Чтобы предотвратить разрушение фильтра под высоким давлением расплавленного чугуна, следует избегать его размещения под литником. Фильтр оказывает задерживающее действие на расплавленный металл, и в процессе фильтрации часть ячеек забивается. Площадь фильтрации должна в 2–4 раза превышать площадь исходного литникового канала.
Преимущества фильтрации. Фильтрация расплавленного металла может дать множество преимуществ, главным образом в следующих аспектах.
- Снижение количества дефектов в виде включений позволяет эффективно уменьшить их количество, а также сократить и полностью устранить включения и связанные с ними отходы.
- Улучшение механических свойств. Многочисленные эксперименты и исследования показали, что механические свойства отливок улучшаются за счет уменьшения количества включений.
- Стабилизация качества отливок способствует стабилизации показателей их качества.
- Повышение производительности обработки. Уменьшение количества включений в металлической матрице может значительно продлить срок службы режущего инструмента.
- Повышение выхода продукции. Эффективность фильтрации позволяет упростить сложную систему литниковых каналов, изначально разработанную для удаления включений и повышения выхода продукции.
Учитывая повышенные требования современного литейного производства к качеству отливок, технологии фильтрации позволяют эффективно уменьшить и устранить включения, повысить качество отливок, снизить процент брака и принести литейным предприятиям ощутимую экономическую выгоду. По мере роста спроса на высококачественные отливки понимание технологии фильтрации будет продолжать углубляться, а сфера её применения станет всё более широкой.
