Обзор керамической пены для литейных фильтров

09 октября Керамическая пена для литейных фильтров

Posted at 06:17h in Керамический пенофильтр by AdTech 0 Comments

0 Likes

Обзор керамической пены для литейных фильтров

В последние годы за рубежом в литейном и сталелитейном производстве широко используются пористые керамические фильтры (ПКФ) с пористостью до 90% и размером пор 0,5–5,0 мм.
Использование керамической пены «Foundry Filter» позволяет повысить чистоту продукции и сократить количество брака, увеличить выход металла и способствовать экономии энергии, повысить производительность литья на единицу площади формы, улучшить свойства и повысить качество металла.
PCF, относящиеся к группе литейных фильтров с внутренней фильтрующей поверхностью, обладают набором свойств, необходимых для фильтрации чугуна, стали и высокотемпературных сплавов: небольшой вес, высокоэффективная фильтрующая поверхность, извилистый путь потока металла, низкие потери давления, приемлемые тепловые и механические свойства. Благодаря своей конструкции они, в отличие от двумерных фильтров (керамические решетки, стержни, стекловолоконные сетки с различными покрытиями и др.), способны задерживать включения микронного размера.

Известно, что из-за вязких магнезито-силикатных шлаков, являющихся побочным продуктом глобализации графита, литниковая система и шлаковые каналы для чугуна с шаровидным графитом на 50–100% длиннее и тяжелее, чем обычно.
Поэтому при литье чугуна с шаровидным графитом отношение массы отливки к массе металла в форме составляет всего 50–60%.
Даже при использовании сложных систем литниковых каналов брак отливок из-за неметаллических включений может составлять от 3 до 10%, а в некоторых случаях достигать 35% (например, при производстве деталей для автомобильной промышленности, где к отливкам предъявляются особенно высокие требования). При механической обработке выявляются дополнительные бракованные изделия. Таким образом, средний выход отливок составляет в среднем 45–55%.

При литье серого чугуна количество неметаллических включений меньше, однако шлаки из печи и ковша часто попадают вместе с расплавленным металлом в форму, что приводит к увеличению объема брака.

Быстрое внедрение технологии фильтрации металла в литейной промышленности за рубежом обусловлено, в первую очередь, значительным повышением качества отливок и ростом производительности при относительно низких затратах. Использование керамических пенофильтров при производстве чугунных отливок позволяет уменьшить размеры литниковой системы и количества шлака, значительно снизить содержание неметаллических включений и повысить выход отливок до 60–80%.

Керамическая пена для литейных фильтров по внешнему виду напоминает губку; её получают путём пропитки органической пены (например, вспененного полиуретана) керамической суспензией, удаления излишка суспензии путём сжатия, а затем сушки и обжига органической основы в печи. В большинстве случаев обжиг способствует спеканию керамики.

В настоящее время разработаны различные фотокаталитические фильтры (ПКФ), обладающие свойствами, отвечающими требованиям литья большинства цветных металлов и сплавов. На протяжении многих лет для фильтрации алюминия используются оксид алюминия на фосфатном связующем и материалы системы Cr₂O₃–Al₂O₃. В некоторых случаях спеченные Керамическая пена для литейных фильтров без связующего вещества успешно применяются для литья алюминиевых сплавов с высокой активностью.
Фосфатные связующие вещества также используются для фильтрации цветных металлов и их сплавов с низкой температурой плавления: латуни, бронзы, цинка, олова, меди и т. д.

Черные металлы и их сплавы обладают более высокой химической активностью и температурой литья, чем цветные металлы, поэтому возникла необходимость в разработке технологий и создании новых высокотемпературных керамических пенообразных фильтров с повышенной химической стойкостью, в частности из карбида кремния.

Крупноячеистые фильтры с пористостью 4 пора на 1 см, как правило, используются для литья чугуна с шаровидным графитом и для производства крупногабаритных отливок.
Для очистки серого чугуна рекомендуется использовать фильтры с пористостью 8 пор на 1 см, а для литья ковкого чугуна — фильтры с высокой степенью очистки, имеющие пористость 12 пор на 1 см.