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鑄造用過濾器，選用有大講究
發布時間：
2023/03/29
泡沫陶瓷過濾器的主要作用是濾除金屬液中的雜質和氣泡，凈化金屬液，并通過過濾起到整流作用，使金屬液的流動更平穩，防止二次氧化。泡沫陶瓷過濾器的過濾主要通過四個方面發揮作用。
① 機械篩分（攔截）：去除大顆粒夾雜氧化物，濾出金屬液中的氣泡，減少熔渣對鑄件的危害。
② 濾餅機制：攔截的大顆粒夾雜氧化物聚集在過濾器上方，形成濾餅，增加了過濾器過濾小顆粒夾雜氧化物的能力。
③ 深層過濾（化學吸附）：其獨特的三維網狀結構，中空的網絲具有較大的比表面積，能吸附細小的氧化物夾雜。
④ 整流機制：使金屬液的流動由紊流狀態變為層流狀態，減緩流速，防止渦流，減輕金屬液的二次氧化和吸氣，提高鑄件性能。
⑤ 綜合多家鑄造廠使用過濾器的結果統計，應用泡沫陶瓷過濾器和不應用泡沫陶瓷過濾器相比較，對鑄造生產有明顯的效果：簡化澆注系統；提高工藝出品率5~10%；降低鑄件廢品率15~30%；抗拉強度和硬度提高5~10%；抗彎強度提高5~8%；改善鑄件的加工性能。
泡沫陶瓷過濾器的種類很多，不同材質過濾器用于不同金屬液的過濾。一般按材質可分為：鑄鋼用泡沫陶瓷過濾器；鑄鐵、鑄銅用泡沫陶瓷過濾器；鋁合金用泡沫陶瓷過濾器；鎂合金用泡沫陶瓷過濾器。基本參數見表：
泡沫陶瓷過濾器放置在澆注系統中的位置：直澆道下端、橫澆道、內澆道、澆口杯。使用原則：
① 安放位置越靠近鑄件型腔越好，降低二次氧化的幾率；
② 澆注系統的設計以簡單為好，可不考慮其它擋渣措施，這樣可提高砂型的利用率和工藝出品率；
③ 過濾器工作面積應為澆注系統阻流截面的4~6倍，以確保澆注速度不受影響；
④ 根據鑄造合金的種類及澆注溫度選用相應的過濾器，不應超溫使用；
⑤ 選擇合適的孔徑，真正起到過濾效果；
⑥ 不能用過濾器來控制澆注速度。
泡沫陶瓷過濾器的孔徑選擇應根據所要過濾的金屬液的性質而定。過濾粘而稠、流動性差、雜質顆粒較大的金屬液，應選擇較大孔徑的過濾器；過濾流動性好、較稀的金屬液，應選擇較小孔徑的過濾器?？讖竭^大，不能起到過濾的作用；孔徑過小，有可能造成過濾器過早堵塞，導致過濾中途終止，甚至不能過濾，這一點對球墨鑄鐵尤為重要。
泡沫陶瓷過濾器孔徑選擇的一般原則：
① 孔尺寸規格為10ppi的可用于球墨鑄鐵件、大型灰鑄鐵件、鑄鋼件；
② 孔尺寸規格為20ppi的用于可鍛鑄鐵件、小型灰鑄鐵件、有色合金鑄件；
③ 孔尺寸規格為30ppi的用于銅合金鑄件、鋁合金鑄件。
應充分考慮每片過濾器的過濾流量，流量過小，過濾器過濾流量不能滿足過濾金屬液的總量要求，導致過濾堵塞；流量過大，會造成不必要的浪費，增加生產成本。
① 每片過濾器的過濾流量是有限的，通常對小于100kg的鑄件可考慮放置一塊過濾器，放在直澆道的底部即可。但對于大鑄件，則必須考慮放置兩片或多片過濾器，通常放在橫澆道或內澆道中。
② 相同網孔孔徑的過濾器，過濾不同的金屬液，其過濾能力有所不同，以10ppi孔徑的過濾器為例，單位面積過濾能力分別為：對于灰鑄鐵為2.0~4.0 kg/cm2，球墨鑄鐵為1.0~2.0 kg/cm2，對于普通碳鋼、低合金鋼為1.5~3.0kg/cm2，不銹鋼、高錳鋼為2.0~4.0kg/ cm2。網孔規格每下降10ppi，過濾能力下降20%~30%。
③ 只要計算出過濾器的有效使用面積，再乘以單位面積過濾能力，既可得出每片過濾器過濾金屬液的總量范圍。
④ 實際應用中，金屬液的種類和總量往往已經確定，只是過濾器孔徑和外形尺寸需要選擇，過濾器的有效過濾面積S可通過下式計算：
為使泡沫陶瓷過濾器充分發揮過濾作用，并提高耐高溫金屬的沖擊能力，選擇泡沫陶瓷過濾器必須保證一定的厚度，否則很可能造成過濾器熔穿。
① 對于鋁合金等輕質合金的小型鑄件可以選擇≤15mm厚的泡沫陶瓷過濾器，對于有色合金的大型鑄件應選用20~25 mm厚的泡沫陶瓷過濾器；
② 對于鑄鐵件一般選用22 mm厚的泡沫陶瓷過濾器，對于鑄鋼件一般選用≥25 mm厚的泡沫陶瓷過濾器。
③ 泡沫陶瓷過濾器雖然過濾效果好，不污染金屬合金，但如果選用不合適，不但不能起到應有的過濾作用，反而會給生產帶來負面影響。泡沫陶瓷過濾器如果熔穿的話，會人為的造成添渣，致使產品報廢。泡沫陶瓷過濾器過濾后解剖效果對比見圖1。
由于鑄造合金的澆注溫度不同，應選用相應耐火性能的泡沫陶瓷過濾器。根據不同的鑄造合金和澆注溫度選擇不同材質的泡沫陶瓷過濾器原則：鑄鋼件一般選用氧化鋯質的過濾器，鑄鐵件和鑄銅件一般選用碳化硅質的過濾器，而鋁合金一般選用氧化鋁質的過濾器，鎂合金一般選用氧化鎂質的過濾器，見表1。
泡沫陶瓷過濾器的幾種典型放置方法見圖2。
① 在直澆道中放置過濾器一般用于每箱單件、橫澆道較短、單箱鑄件總重小于200kg的鑄型；在橫澆道中放置過濾器一般用于一箱多件、橫澆道較長、鑄件重量較大、需放兩片以上過濾器的鑄型；在內澆道中放置過濾器一般用于鑄件重量較大、橫澆道較長、設多個內澆道的鑄型。
② 無論采用哪種放置形式，澆注時都應盡量在短時間內使金屬液充滿澆道，這樣既可以減輕對過濾器的沖擊，避免金屬液長時間直接沖擊過濾器，同時還可以使金屬液的流動變得平穩，減少卷入氣體的傾向。
③ 為避免金屬液產生紊流，澆注系統一般采用半封閉和開放式的澆注系統，使金屬液的流動更加平穩。
② 泡沫陶瓷過濾器與鑄型的搭接部位應盡量密封，防止金屬液從其縫隙處流失，未起到過濾的效果。對有些砂型如濕型砂，單獨使用泡沫陶瓷過濾器容易使安放過濾器的部位型砂脫落，這樣就必須設計一個過濾器座，用以支撐過濾器，使過濾器在金屬液的沖擊下不發生移動，防止砂粒進入型腔和金屬液流失。
③ 泡沫陶瓷過濾器在使用前要用壓縮空氣吹去表面的灰塵和內部的碎塊，避免雜質污染金屬液。運輸、儲存時要避免受潮，應在干燥的環境下保存，必要時在使用前要進行烘烤，使過濾器充分干燥。另外過濾器是易碎產品，搬運時應輕拿輕放，防止破損。
生產實踐表明，只要合理選用和正確使用泡沫陶瓷過濾器，就可濾除金屬液中絕大部分夾雜物和氣泡，改善鑄件的內部組織和加工性能，提高鑄件的工藝出品率，提高產品的合格率和力學性能，降低鑄造生產的綜合成本。隨著鑄造技術的快速發展，對鑄件品質的要求越來越高，泡沫陶瓷過濾器的應用會具有更廣泛的發展前景。
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