[科普中国]-陶瓷滤器

陶瓷过滤器。

泡沫陶瓷过滤器(CFF,即Ceramic Foam Filter)是采用聚氨酯泡沫塑料为载体,将它浸入到由陶瓷粉末、粘结剂、助烧结剂、悬浮剂等制成的涂料中,然后挤掉多余涂料,使陶瓷涂料均匀涂敷于载体骨架成为坯体,再把坯体烘干并经高温焙烧而成。

简介在铸造生产中,由于非金属夹杂物等铸造缺陷导致的铸件废品一般占废品总数的50%～ 60%。采用金属液过滤技术可以有效地减少或消除其中的各种非金属夹杂物,净化液态铸造合金。

泡沫陶瓷过滤器分为粘结型和烧结型:前者依靠粘结剂将陶瓷微细颗粒粘结在一起;后者是依靠在高温下保温,使较纯的陶瓷微细颗粒烧结熔合起来。泡沫陶瓷过滤器所具有的独特的三维连通曲孔网状骨架结构,使其具有高达80%～ 90%的开口气孔率,并通过3种过滤净化机制,即机械拦截、整流浮渣和深层吸附,可高效地滤除金属液中的大块夹杂物和大部分小至数十微米的微小悬浮夹杂物,克服了耐火纤维质两维结构型内过滤网和直孔芯型陶瓷过滤器、耐火颗粒过滤器、直孔型蜂窝陶瓷过滤器等的过滤效率低、耐火度和强度低、金属液过流率低等问题。

哈尔滨工业大学对铝青铜的试验表明:泡沫陶瓷过滤器的过滤效率高达95%,而双层纤维过滤网仅为67%,从而显著降低铸件废品率和焊补率。此外,还能简化浇铸系统,改善材料金相组织,从而提高铸件工艺出品率和生产率,改善铸件内部质量、工作性能以及机加工性能。因此,泡沫陶瓷过滤器在国内外得到迅速发展。1

泡沫陶瓷过滤器的发展趋势如前所述,近二十年来,经过铸造工作者的努力,泡沫陶瓷过滤器及其在液态铸造合金过滤领域的应用已得到了长足的发展。据不完全统计,国内迄今已有近十条泡沫陶瓷过滤器生产线投入生产,年生产总量已达数百万片。因此,在新的世纪,泡沫陶瓷过滤器的研究、生产和应用推广工作尚需继续加强,而且工作重点应放在以下几个方面:

(1)开发生产烧结温度低、烧结时间短的新型低成本泡沫陶瓷过滤器;

(2)开发生产适用于各种活性合金、高温物理化学性能稳定的新型泡沫陶瓷过滤器;

(3)开发生产适用于熔模铸造、金属型铸造等特种铸造工艺的异形泡沫陶瓷过滤器;

(4)深入研究泡沫陶瓷过滤器的过滤净化机制和对金属凝固过程的影响机制;

(5)系统研究泡沫陶瓷过滤器的应用技术,包括孔径和厚度的选择、安放方式和浇铸系统的设计、浇铸温度和速度及金属液压头的控制等;

(6)开展泡沫陶瓷过滤器的系列化和标准化工作。1

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学