В процессе изготовления пористого керамического пенофильтра в качестве носителя используется полиуретановая пена, которую погружают в покрытие, состоящее из керамического порошка, связующего вещества, спекающего агента, суспендирующего агента и т. д., а затем удаляют избыток покрытия путем экструзии, чтобы обеспечить равномерность керамического слоя, нанесенного на носитель. Каркас превращается в сырцовое изделие, которое затем сушат и обжигают при высокой температуре.
Пористые керамические пенофильтры подразделяются на склеенные и спеченные. В первом случае для соединения мелких керамических частиц используется связующее вещество, а во втором — высокотемпературная изоляция, позволяющая спекать относительно чистые мелкие керамические частицы.
Пористый керамический пенофильтр обладает уникальной трехмерной структурой, представляющей собой систему соединенных изогнутых пор, с пористостью от 80% до 90%, и характеризуется следующими тремя механизмами фильтрации и очистки.
1. Механический перехват
2. Накипь на выпрямителе
Благодаря ректификационному эффекту фильтра поток в канале, расположенном перед фильтром, приобретает ламинарный характер, в результате чего окислительные и коррозионные реакции алюминия ослабевают, что облегчает всплытие и улавливание включений, а также позволяет фильтру снизить количество вторичных включений.
3. Глубокая адсорбция
Мелкие включения, попадающие в фильтр, притягиваются к каркасу или задерживаются в мертвом пространстве сетки благодаря полному контакту с керамической сеткой, имеющей сложные пути потока.
Благодаря этим трем механизмам фильтрации и очистки он способен эффективно отфильтровывать из расплавленного алюминия крупные включения и значительное количество мелких взвешенных частиц размером всего в десятки микрон. Эффективность фильтрации керамического пенофильтра достигает 95%, что позволяет значительно снизить количество брака при литье и количество ремонтов сварных швов.
Кроме того, это упрощает систему литниковых каналов и улучшает металлургическое строение, что позволяет повысить производительность и эффективность процесса литья, а также улучшить внутреннее качество, обрабатываемость и технологичность отливки.
Поэтому керамический пенопластовый фильтр имеет хорошие перспективы применения.
При производстве отливок доля брака, обусловленная дефектами литья (такими как неметаллические включения), обычно составляет от 50% до 60% от общего количества брака. Дефекты в виде включений не только значительно снижают механические свойства отливки, но и негативно влияют на её обрабатываемость и внешний вид. Очистка жидких литейных сплавов и уменьшение или устранение различных неметаллических включений, несомненно, являются очень важной технической мерой для получения высококачественных отливок. Данная технология фильтрации с использованием пористого керамического пенофильтра позволяет эффективно достичь цели очистки жидких литейных сплавов.
