Будучи передовой технологией производства, технология фильтрации оказывает значительное влияние на сокращение количества включений и поровых дефектов, а также на улучшение механических и технологических свойств отливок. Применение технологии фильтрации в литейном производстве прошло определенный путь развития: в 1960-х годах использовались стекловолоконные фильтры, фильтры из керамической пены появились в конце 1970-х годов, а сотовые фильтры — в 1980-х. Применение технологий фильтрации является очень важным аспектом производства высококачественных отливок.
Как всем известно, включения являются очень важным видом дефектов литья, на долю которых приходится более половины общего числа дефектов. Такие дефекты могут встречаться во всех отливках, однако степень их выраженности различна. Требования к контролю дефектов в виде включений в основном определяются свойствами и назначением отливок. Чем выше точность литья и чем более суровы условия эксплуатации отливок, тем строже требования к дефектам в виде включений. Основными включениями в отливках являются: шлак, содержащий карбонат кальция и оксиды железа, марганца и алюминия; нерасплавленные частицы инокулянта; сульфиды; силикат магния; остатки растворителей; песок и т. д.
Появление включений можно проследить на нескольких этапах литейного производства.
(1) Загрузка. Если загрузка сильно подвержена коррозии или хранится ненадлежащим образом, содержание включений расплавленного металла превысит допустимые нормы.
(2) Плавка и термическая обработка. В процессе инокуляционной обработки, обработки сформированием шариков, рафинирования и т. п. неправильные технологические параметры и ненадлежащее выполнение операций приводят к попаданию шлака в расплавленный металл.
(3) Прочность песка формы и стержня. Если прочность песка стержня недостаточна для того, чтобы выдержать воздействие высокотемпературного расплавленного металла, это приведет к вымыванию песка.
(4) Вторичное окисление расплава. Вследствие особенностей конструкции отливки или неправильного проектирования литниковой системы расплав в процессе разливки подвергается сильным брызгам, что приводит к образованию вторичных включений.
С учетом причин образования включений соответствующие методы устранения таких дефектов в основном включают следующие аспекты.
(1) Используйте качественное чистое сырье, избегайте хранения под открытым небом и проводите предварительную обработку ржавого сырья.
(2) Разработать рациональные технологии плавки и промежуточной обработки и строго соблюдать установленные правила при их осуществлении.
(3) Для обеспечения достаточной прочности сердечника можно использовать технологию смоляного песка, а в деталях, подверженных сильным термическим ударам, — специальные материалы.
(4) Разумно спроектировать систему литниковых каналов, чтобы избежать разбрызгивания расплавленного металла, увеличить объём шлакового мешка и удлинить литник.
(5) Используйте фильтры.
Среди них керамический пенофильтр является наиболее эффективным средством для уменьшения и устранения включений и поровых дефектов и может выполнять функции, недоступные для других технологических мер.
