مرشح رغوي خزفي لتنقية سبائك الألومنيوم

مرشح رغوي خزفي لسبائك الألومنيوم

في إنتاج مصبوبات الألومنيوم، يصل معدل رفض المصبوبات بسبب عيوب الصب — مثل الشوائب غير المعدنية — عمومًا إلى 50% 60% من إجمالي عدد المصبوبات المرفوضة. ولا تؤدي عيوب الشوائب إلى تقليل الخصائص الميكانيكية للمصبوبات بشكل كبير فحسب، بل لها أيضًا تأثير ضار على خصائص معالجتها ومظهرها. ولا شك أن تنقية سبائك الصب السائلة وتقليل أو إزالة الشوائب غير المعدنية المختلفة يعد إجراءً تقنيًّا بالغ الأهمية للحصول على قطع مصبوبة عالية الجودة. ومنذ أول بحث ناجح حول مرشح الرغوة الخزفية لسبائك الألومنيوم في عام 1978، تطورت تقنية مرشح الرغوة الخزفية بسرعة كبيرة. يمكن أن يحقق استخدام تقنية مرشحات الرغوة الخزفية بشكل فعال الغرض المتمثل في تنقية سبائك الألومنيوم المنصهرة.

يستخدم مرشح الرغوة الخزفية (CFF) المخصص لسبائك الألومنيوم رغوة البولي يوريثان كحامل، ويتم غمره في طبقة طلاء مكونة من مسحوق خزفي، ومادة رابطة، ومواد مساعدة على التلبيد، وعامل تعليق، وما إلى ذلك، ثم يتم عصر الطبقة الزائدة. يتم طلاء الطبقة الخزفية بالتساوي على هيكل الحامل لتشكيل جسم خام، ثم يتم تجفيف الجسم الخام وتحميصه في درجات حرارة عالية.

مرشحات السيراميك الرغوية وتنقسم إلى نوع الترابط ونوع التلبيد. يعتمد النوع الأول على مادة رابطة لربط الجسيمات الخزفية الدقيقة ببعضها البعض، بينما يعتمد النوع الثاني على الاحتفاظ بالحرارة عند درجة حرارة عالية لتلبيد ودمج الجسيمات الخزفية الدقيقة الأكثر نقاءً.

الهيكل العظمي الفريد ثلاثي الأبعاد المكون من شبكة ذات ثقوب منحنية متصلة في مرشح رغوي خزفي مما يجعلها تتمتع بمسامية مفتوحة تصل إلى 80%-90%، وتتميز بآليات الترشيح والتنقية الثلاث التالية:

الأول هو الاعتراض الميكانيكي. والثاني هو الرغوة التصحيحية، أي أن تأثير التصحيح الذي يحدثه المرشح يؤدي إلى امتلاء القناة الموجودة أمام المرشح، بحيث يصبح ماء الألومنيوم المُصفى في حالة تدفق طبقي سلس، وتضعف تفاعلات الأكسدة والتآكل في ماء الألومنيوم، مما يجعل الشوائب سهلة الطفو والالتقاط، وبالتالي ينخفض عدد الشوائب الثانوية بعد المرشح. والثالث هو الامتصاص العميق، أي أن الشوائب الصغيرة التي تدخل المرشح يتم امتصاصها على الهيكل أو حبسها في الزوايا الميتة للشبكة بسبب التلامس الكامل مع الشبكة الخزفية ذات مسار التدفق المعقد.

يعتمد مرشح الرغوة الخزفية المخصص لسبائك الألومنيوم على آليات الترشيح والتنقية الثلاث هذه من أجل تصفية الشوائب الكبيرة وبعض الشوائب العالقة الصغيرة التي يصل حجمها إلى عشرات الميكرونات في المعدن المنصهر بكفاءة.