Для тех, кто знаком с огнеупорными материалами, используемыми для удержания расплавленного алюминия и его сплавов, применение частиц оксида алюминия в керамическом пенообразном фильтрующем материале представляется очевидным выбором.
Оксид алюминия относительно химически инертен в расплавленном алюминии и его распространенных сплавах, включая магниевые сплавы. Он также широко используется в качестве наполнителя в огнеупорных материалах для плавки и выдержки расплавленных алюминиевых сплавов в печах. Кроме того, до появления одноразовых керамических пенопластовых фильтров для этих целей использовался пластинчатый фильтр с засыпкой из оксида алюминия, предназначенный для фильтрация расплавленного алюминия.
Этот фильтр для кровати представляет собой большой нагревательный сосуд, содержащий несвязанные чешуйчатые частицы оксида алюминия, который можно использовать для многократного литья в течение нескольких дней или даже недель. Как и в случае со слоевыми фильтрами и огнеупорными материалами, длительное воздействие расплавленного металла на несвязанный наполнитель требует использования химически инертных частичных материалов, таких как оксид алюминия.
Однако оксид алюминия обладает высоким коэффициентом линейного теплового расширения (8,0×10⁻⁶/°C), и из-за высоких термических напряжений, возникающих при соединении, общая форма изделий из оксида алюминия, таких как керамические пенофильтры, характеризуется низкой термоударной стойкостью. Изменения температурного градиента вызваны неравномерным нагревом и высоким коэффициентом теплового расширения. Во время предварительного нагрева и первоначального контакта с расплавленным металлом материал керамического пенофильтра может подвергнуться термическому разрушению или отслоиться, что приведет к попаданию частиц фильтрующего материала в слиток или заготовку в виде включений. Кроме того, когда фильтр из вспененного оксида алюминия закреплен в фильтрующей чаше во время предварительного нагрева и эксплуатации, из-за высокой скорости теплового расширения фильтра могут возникать высокие поперечные сжимающие напряжения, что приводит к разрушению фильтра под действием сжимающих нагрузок.
Ортофосфат алюминия (Al(H₂PO₄)₃) широко используется в металлургической промышленности в качестве огнеупорного вяжущего. При сушке при относительно низкой температуре он обладает хорошей прочностью в сыром состоянии, низкой усадкой в сыром состоянии, а также сохраняет хорошую прочность в процессе последующего обжига. Ортофосфат алюминия относительно дешев, широко доступен и требует относительно низкой температуры обжига (1100 °C) для получения конечной фосфатно-алюминиевой (AlPO₄) связки. По этим причинам, а также благодаря относительно низкой стоимости ортофосфата алюминия, этот материал широко используется для изготовления керамических пенофильтров для фильтрации расплавленного алюминия. Однако во многих имеющихся в продаже алюминиевых сплавах образующаяся фосфатная связь легко вступает в реакцию с магнием.
AdTech предоставляет фильтр из керамической пены на основе оксида алюминия для расплава алюминия. Фильтр обладает высокой термостойкостью, высокой коррозионной стойкостью, достаточной прочностью, экономичностью производства, экологичностью и более низкой плотностью по сравнению с известными аналогами. Производственная суспензия керамических пенообразных фильтров содержит оксид алюминия, диоксид кремния, соединение кальция, соединение бора и другие компоненты. Пена с открытыми порами пропитывается этой суспензией для выделения летучих компонентов и спекания носителя.
Преимущества керамического пенообразного фильтрующего материала из оксида алюминия
- Высокая термоударная стойкость — при предварительном нагреве или контакте с расплавленным металлом материал не должен растрескиваться или отслаиваться. Когда керамический пенопласт устанавливается в фильтрующий бачок, он должен обладать низким коэффициентом теплового расширения, чтобы свести к минимуму поперечные сжимающие напряжения.
- Коррозионная стойкость: Фильтрующий материал из керамической пены на основе оксида алюминия не должен вступать в значительные химические реакции в предполагаемом диапазоне условий эксплуатации (время, температура, содержание сплава) и должен сохранять смачиваемость расплавленным алюминием и его распространенными сплавами.
- Достаточная прочность на изгиб и сжатие.
- Экономика производства.
- Низкая плотность и небольшой вес, простота в эксплуатации.