По сравнению с волоконным фильтром и керамическим фильтром с прямыми отверстиями, пенокерамический фильтр для литья позволяет эффективно отфильтровывать включения из расплава. При прохождении расплава через пенокерамический фильтр скорость потока снижается, в результате чего турбулентное течение превращается в ламинарное. Поскольку пенокерамический фильтр изменяет состояние потока расплавленного металла, он позволяет эффективно снизить унос расплавленного металла в процессе разливки и уменьшить количество поровых дефектов.
Этот керамический пенопластовый фильтр обладает очень высокой эффективностью очистки металла, однако для полного раскрытия его потенциала необходима грамотно разработанная система литниковых каналов.
Пенокерамический фильтр для литья представляет собой сетку из изогнутых отверстий, и расплавленный металл должен пройти через извилистый канал, чтобы попасть в полость формы. Крупные включения, размер которых не позволяет им пройти через канал, задерживаются на поверхности фильтра. По мере увеличения количества включений они накапливаются на поверхности фильтрующего листа и постепенно образуют фильтрационный осадок, в результате чего проходить могут только очень мелкие частицы.
Расплавленный металл протекает через фильтрационный осадок в извилистый канал нижнего слоя. Механизм пенной фильтрации заключается в многократном изменении направления движения расплавленного металла и снижении скорости потока, в результате чего более мелкие частицы прилипают к поверхности фильтра. Пенный фильтр также очень эффективен при удалении неметаллических включений, образующихся в процессе плавки.
Керамический пенофильтр предотвращает образование вторичного окислительного шлака за счет изменения режима течения расплавленного металла, снижения турбулентности в рабочей камере и эффективного предотвращения захвата воздуха.
При литье сплавов, особенно подверженных окислению, необходимо максимально устранить турбулентность. Турбулентное течение приводит к увлечению газа и шлака, что вызывает образование вторичных оксидов, а также к образованию нового окисленного шлака в результате контакта чистого расплава с атмосферой.
Выбор и размещение фильтра, а также конструкция системы разлива являются ключевыми факторами для предотвращения вторичного окисления. Испытания гидродинамических потоков, рентгенографические исследования и анализ гидродинамики подтвердили, что правильный выбор пенного фильтра и его правильное применение могут сыграть очень важную роль в предотвращении вторичного окисления.
Из-за толщины стенок керамического фильтра с прямыми отверстиями площадь прохождения на поверхности фактически уменьшается. Поэтому прохождение расплавленного металла происходит ускоренно. В расплавленном металле за фильтром вновь образуются пузырьки. А когда поток металла после прохождения через пенный фильтр значительно расширяется, расплавленный металл течет медленно, практически без турбулентности и почти без пузырьков.
Повторите тот же тест с газированной водой: фильтр с прямыми отверстиями не способствует удержанию пузырьков. Напротив, поток воды через пенный фильтр медленный, поэтому воздух удаляется. Аналогичным образом, снижение турбулентности повышает фильтрующую способность пенного фильтра.
Пенокерамический фильтр для литья обладает свойством стабилизации расплавленного металла, однако это лишь одна из характеристик фильтра. Чтобы в полной мере использовать эту характеристику, фильтр необходимо сочетать с гравитационной системой, спроектированной с учетом всех требований, что позволит обеспечить стабильное заполнение, снизить турбулентность и уменьшить унос. Несмотря на такие превосходные характеристики фильтра, если конструкция всей литниковой системы нерациональна, а расположение фильтра неверно, он не сможет выполнить свою функцию.
В некотором смысле, правильное использование керамические фильтры с пенопластовым наполнителем имеет большее значение, чем роль самого фильтра. Поэтому очень важно рационально спроектировать систему управления, использующую данный фильтр.
