Erimiş Alüminyumun Saflaştırılmasında Seramik Köpük Filtrasyonu

Seramik köpük filtreleme, erimiş alüminyumun filtrelenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Erimiş alüminyumun filtrelenmesi, alüminyum döküm sürecinde önemli bir aşamadır.

Seramik Köpük Filtrasyonu

Alüminyum eriyiği, eritme fırınında, statik fırında ve hat içi arıtma işlemlerinde arıtıldıktan sonra, gaz içeriği büyük ölçüde azaltılmış ve temelde kritik minimum seviyeye ulaşmıştır. Ergitmedeki daha büyük inklüzyon parçacıkları temel olarak arıtma maddesi tarafından uzaklaştırılır, ancak ergitmede hâlâ belirli sayıda küçük parçacıklı inklüzyon bulunur ve bunlar malzemenin mekanik özellikleri ile fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde belirli bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, dökümden önce Seramik Köpük Filtrasyonu ile filtrelenmelidir.

Şu anda, yurt içinde ve yurt dışında yaygın olarak kullanılan başlıca filtreleme yöntemleri şunlardır: seramik köpük filtre filtreleme, korindon tüpü filtreleme ve derin yataklı filtreleme. Filtreleme etkinliğini etkileyen faktörler şunlardır: alaşım eriyiklerinin özellikleri, eriyikteki kalıntıların başlangıç konsantrasyonu, filtrenin gözenekliliği, filtrenin kalınlığı, eriyik akış hızı ve filtreleme süresi.

Alaşım belirlendiğinde, erimiş metalin özellikleri de belirlenmiş olur. Eriyik, eritme fırını, statik fırın ve hat içi arıtma işlemlerinden geçtikten sonra, içindeki kalıntıların parçacık boyutu artık değişmez. Filtre seçildiğinde, gözenekliliği sabit bir değere sahip olur.

Filtreleme verimliliği yalnızca filtrenin kalınlığı ve eriyik maddenin filtreden geçme hızıyla ilgilidir. Seramik köpük filtrenin kalınlığı ne kadar fazla olursa, filtreleme etkisi o kadar iyi olur. Eriyik maddenin filtreden geçme hızı ne kadar yüksek olursa, filtreleme etkisi o kadar kötü olur. Döküm-haddeleme üretiminde, birim zaman başına eriyik filtreleme miktarı azdır, akış hızı yavaştır ve döküm-haddeleme çoğunlukla saf alüminyum ve yumuşak alaşımlardan oluşur. İçerme parçacıkları azdır ve bu içerme parçacıkları filtre tarafından kolayca emilir; bu nedenle filtreleme verimliliği yüksektir. Nispeten bakıldığında, eriyiğin saflaştırılması daha kolaydır. Genellikle, filtreleme için 50PPI ve 30PPI iki aşamalı seramik köpük filtreler kullanılır. Filtre tabakalarının kalınlığı ve alanı, gereksinimleri karşılamak üzere özel taşma hesaplamasıyla belirlenir.

Döküm ve haddeleme ile karşılaştırıldığında, döküm üretim süreci daha karmaşıktır. Yukarıda da belirtildiği gibi, akış hızı yüksektir ve filtrenin akış hızı, döküm-haddeleme işlemine göre 2,5-3,5 kat daha yüksektir; bu da filtreleme etkinliğini azaltır. Bu nedenle, aynı filtreleme verimliliğini sağlamak için, filtrenin birim alan başına akış hızının buna eşit olması amacıyla filtrenin akış alanı artırılmalıdır. İkinci olarak, duralümin ve süper sert alüminyum alaşım eriyiklerinin küçük cüruf parçacıkları içermesi olasılığı, saf alüminyum ve yumuşak alaşımlara kıyasla çok daha yüksektir. Bu nedenle, filtrasyon verimliliği düşürülemez; aksine, eriyikte yüksek saflık elde etmek için büyük ölçüde artırılmalıdır. Nihai ürünün kalitesini sağlamak için. Bu nedenle, eriyikle temas eden filtrenin yüzey alanını artırmakla kalmayıp, aynı zamanda eriyik birim alan başına akış hızını da azaltan ve üretim ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde filtrasyon verimliliğini ve toplam akış hızını sağlayan korindon tüp filtresi kullanmak en iyisidir. Ayrıca, filtrenin gözenek boyutunu küçültür ve gözenekliliğini artırarak filtrasyon doğruluğunu iyileştirir ve eriyikte kalan ince parçacıkların sayısını azaltır.

0,889 m uzunluğunda ve 0,102 m dış çapında bir korindon tüp, 0,258 m²’lik bir seramik filtre plakasına eşdeğerdir; bu da döküm ürünlerin kalitesini büyük ölçüde artırabilir ve üst düzey ürünlerin ihtiyaçlarını karşılayabilir. Ancak, bunun filtrelenen eriyik üzerindeki başlangıç basıncını artırdığı ve dolayısıyla işlemin zorluğunu artıracağı ve filtreleme maliyetini yükselteceği belirtilmelidir.