Очистка расплава играет важную роль в улучшении механических свойств отливок. В настоящее время в качестве фильтрующих устройств для очистки расплава в основном используются керамические пенофильтры для литья алюминия, которые способны эффективно задерживать вредные примеси в расплаве, преобразовывать турбулентное течение расплава в ламинарное и полностью удалять крупные примеси из расплава. Кроме того, они удаляют из неё мелкие включения, улучшают структуру металла, эффективно снижают содержание газа и вредных элементов в расплаве, а также очищают и гомогенизируют расплав.
Керамические пенообразные фильтры для литья алюминия обладают хорошими высокотемпературными характеристиками, способны фильтровать расплав алюминия без загрязнения сплава и имеют хорошую сквозную пористость, благодаря чему обеспечивают эффективную фильтрацию и адсорбцию. Обеспечивается удаление оксидных и флюсовых включений из расплава. Фильтры демонстрируют высокую эффективность фильтрации и очистки, а также обладают превосходной прочностью при высоких температурах, устойчивостью к термическим ударам и химической стойкостью. В то же время, керамический пенопластовый фильтр отличается простотой технологического процесса и позволяет изготавливать фильтрующие изделия больших размеров.
Керамические пенофильтры для процесса производства алюминиевых отливок
Органическая пена представляет собой материал с открытой ячеистой структурой, обеспечивающий свободное прохождение керамической суспензии и ее сцепление между ячейками, после чего материал обжигается с образованием пористого каркаса.
Если в качестве жидкой фазы используется вода, органическая пена будет гидрофильной и прочно впитываться керамической суспензией. Органическая пена, как правило, представляет собой полимерную губку, полученную методом вспенивания. Материалом для изготовления органической пены могут служить полиуретан, поливинилхлорид, полистирол, латекс или целлюлоза.
Нарежьте органическую пену на блоки определённого размера или другие желаемые формы. Перед нанесением покрытия органический пенопласт можно подвергнуть предварительной обработке. Например, его нагревают или подвергают гидролизу для удаления слепой пленки, чтобы пустоты не были заблокированы и, таким образом, повысить пористость. После гидролиза его неоднократно протирают и промывают водой, а затем сушат на воздухе для дальнейшего использования.
Как правило, перед погружением в суспензию органическую пену необходимо несколько раз прокатить, чтобы удалить воздух, после чего проводится погружение в суспензию. Пропитка суспензией может осуществляться методом атмосферной адсорбции, методом вакуумной адсорбции, методом механического прокатывания или методом ручного втирания.
Пропитка суспензией представляет собой пропитку с помощью валика. Например, приготовленную суспензию наносят на разрезанный кусок пенополиуретановой губки с помощью валика для образования по меньшей мере одного огнеупорного покрытия.
Пропитка суспензией может проводиться один, два или более раз. Предпочтительно, погружение в суспензию повторяется несколько раз до полного удаления внутреннего воздуха. Пропитанный органический пенопласт подвергается экструзии для удаления избытка керамической суспензии с целью равномерного нанесения суспензии на сетчатую структуру пенопласта, а избыток суспензии дополнительно выдавливается для формирования сырого изделия.
Покрытый порошковой смесью пористый сырцовый изделие необходимо высушить. Сушку можно проводить в прохладном месте, с помощью горячего воздуха, инфракрасного излучения или в микроволновой печи. Материал с покрытием сушат при более высокой температуре, например 100–200 °C, для удаления всех оставшихся летучих веществ. Содержание влаги после сушки контролируется в пределах 1%. Температура спекания составляет 1000–1600 °C. Спекание проводится при температуре 1300 °C на воздухе.