تتمثل الوظيفة الرئيسية لمرشحات الرغوة الخزفية في منع الشوائب الموجودة في المعدن المنصهر من الدخول إلى منصة الصب، والقضاء على عيوب الشوائب. وفي السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لشركات تصنيع السيارات، تزايد إنتاج قطع الصب الخاصة بالسيارات عامًا بعد عام. وقد حظي دور مرشحات الرغوة الخزفية باهتمام متزايد، كما تزايدت كمية استخدامها عامًا بعد عام.
هناك ثلاثة أنواع من المرشحات التي تُستخدم عادةً في عمليات الصب:
- مرشح الألياف الزجاجية: مصنوع من ألياف زجاجية وراتنج مقاومين للحرارة العالية، ويمكنه تصفية الشوائب الأكبر حجمًا من فتحات الشبكة، ويتميز بفعالية عامة، وسعر رخيص، وعملية تصنيع بسيطة.
- المرشح الخزفي ذو الفتحة المستقيمة: يتم تصنيعه عن طريق الضغط أو البثق من مادة خزفية، وتكون كفاءة الترشيح فيه أقل من المرشح الليفي، ولكنها ليست بنفس كفاءة المرشح الخزفي الرغوي.
- مرشح سيراميكي رغوي: تم طرحه في عام 1978. واستُخدم لأول مرة في السبائك غير الحديدية. ومنذ عام 1985، يُستخدم في الألومنيوم المصبوب والصلب المصبوب. وتستخدم عملية إنتاجه البلاستيك الرغوي كهيكل أساسي، يُغطى بملاط خزفي، ثم يُحرق عند درجة حرارة عالية. وله تأثير ترشيح جيد.
يستفيد تأثير الترشيح الذي يوفره مرشح الرغوة الخزفية من آثاره الشاملة:
- الترشيح الميكانيكي: يتم حجب الشوائب التي يزيد حجمها عن فتحات شبكة المرشح.
- وظيفة كعكة الترشيح: أثناء تدفق سائل الألومنيوم، يتم حجب الشوائب الأكبر حجمًا بشكل مستمر، وتستمر في التراكم. وفي الوقت نفسه، تتقلص قنوات تدفق المعدن المنصهر تدريجيًّا، مما يؤدي إلى حجب الشوائب الأصغر حجمًا.
- الامتصاص: تتمتع الشوائب بقدرة أكبر على الارتباط بالمواد الخزفية. وفي القناة المعقدة للمرشح، يكون للمعدن المنصهر مساحة تلامس كبيرة مع المرشح، وبالتالي يتم امتصاص الشوائب بسهولة على جدران القناة.
- تأثير التصحيح: أثناء عملية الصب، وبعد مرور المعدن المنصهر المتدفق بسرعة عالية عبر المرشح، ينخفض معدل التدفق، ويتحول التدفق المضطرب إلى تدفق طبقي، مما يقلل من تناثر المعدن المنصهر ويحد من تكوّن الخبث المؤكسد؛ مما يتيح وقتًا كافيًا لارتفاع الشوائب والبقاء داخل صندوق المرشح.
الاستخدام السليم للمرشحات الخزفية الرغوية
من خلال التجارب، وبهدف القضاء بشكل فعال على عيوب الشوائب عند وضع خطة عملية الصب، ووفقًا لخصائص العملية وأهمية قطعة الصب، تم وضع مرشح سيراميكي رغوي قبل عملية الصب، مما أدى إلى تحقيق فوائد اقتصادية جيدة. هناك متطلبات صارمة بشأن جودة المرشح نفسه، ويجب أن تستوفي قوته في درجة الحرارة العادية، ومقاومته للصدمات في درجات الحرارة العالية، ودقة أبعاده متطلبات الاستخدام. يمكن أن تتغلب القوة المناسبة في درجة حرارة الغرفة على مشاكل التلف وسقوط الخبث أثناء النقل؛ إذا كان المرشح يتمتع بمقاومة ضعيفة للصدمات الحرارية أو مقاومة منخفضة للحريق، فسوف ينفجر المرشح وينكسر أثناء عملية الصب، ولن يكون له تأثير الترشيح، بل سيؤدي بدلاً من ذلك إلى تدفق المزيد من الشوائب إلى منصة الصب؛ كما أن دقة أبعاد المرشح مهمة أيضًا، حيث يتلف المرشح إذا كان حجمه كبيرًا جدًّا، أو صغيرًا جدًّا بحيث يتعذر استخدامه، أو إذا كان تأثير الترشيح ضعيفًا.