Керамический пенофильтр для очистки алюминиевых сплавов

Керамический пенофильтр для алюминиевого сплава

При производстве алюминиевых отливок доля брака, обусловленная дефектами литья, такими как неметаллические включения, как правило, достигает 50% 60% от общего количества бракованных изделий. Дефекты в виде включений не только значительно снижают механические свойства отливок, но и оказывают пагубное влияние на их обрабатываемость и внешний вид. Очистка жидких литейных сплавов и уменьшение или устранение различных неметаллических включений, несомненно, являются очень важной технической мерой для получения высококачественных отливок. С момента первых успешных исследований керамических пенофильтров для алюминиевых сплавов в 1978 году технология керамических пенофильтров быстро развивалась. Использование технологии керамических пенофильтров позволяет эффективно достичь цели очистки расплава алюминиевого сплава.

Керамический пенофильтр (CFF) для алюминиевого сплава изготавливается следующим образом: в качестве носителя используется полиуретановая пена, которую погружают в покрытие, состоящее из керамического порошка, связующего вещества, спекающего агента, суспендирующего агента и т. д., после чего избыток покрытия отжимается. Керамическое покрытие равномерно наносится на каркас-носитель с образованием сырца, после чего сырец сушат и обжигают при высоких температурах.

Пенокерамические фильтры разделяются на керамику связующего типа и керамику спекаемого типа. В первом случае для соединения мелких частиц керамики используется связующее вещество, а во втором — для спекания и сплавления более чистых мелких частиц керамики применяется удержание тепла при высокой температуре.

Уникальная трехмерная сетчатая каркасная конструкция с изогнутыми отверстиями, представляющая собой керамический пенопластовый фильтр благодаря чему он обладает открытой пористостью, достигающей 80%-90%, и имеет следующие три механизма фильтрации и очистки:

Первый — механическое задержание. Второй — «ректификационная пенка», то есть ректификационный эффект фильтра приводит к заполнению канала перед фильтром, благодаря чему отфильтрованный алюминиевый раствор находится в состоянии плавного ламинарного течения, а реакции окисления и эрозии алюминиевого раствора ослабляются, благодаря чему включения легко всплывают и улавливаются, что приводит к уменьшению количества вторичных включений после фильтра. Третьим является глубокая адсорбция, то есть мелкие включения, попадающие в фильтр, адсорбируются на каркасе или задерживаются в мёртвых углах сетки благодаря полному контакту с керамической сеткой со сложным траекторией потока.

Керамический пенофильтр для алюминиевых сплавов использует эти три механизма фильтрации и очистки, чтобы эффективно отфильтровывать из расплава крупные включения и некоторые мелкие взвешенные включения размером всего в десятки микрон.