Процесс изготовления фильтра для расплавленного металла, используемого в литейном производстве, обычно заключается в том, что излишки и сухую полиуретановую губку вдавливают в керамическую суспензию, а затем подвергают обжигу и уплотнению при высокой температуре, в результате чего образуется трехмерный пористый керамический материал, сохранивший исходную пузырьковую структуру.
С точки зрения эффективности и прочности фильтрации, изготовленный керамический пенофильтр уже не представляет собой трехмерную сетчатую структуру. Скорее, он представляет собой систему взаимосвязанных, скрученных трубок с неравномерной толщиной стенок. Именно эта неравномерность поверхности стенок играет ключевую роль в улавливании мелких включений в алюминиевом расплаве, что и является сутью глубокой фильтрации.
В этом и заключается принципиальное отличие между сеткой экрана и керамический пенофильтр для литья. Такая трехмерная сеточная структура увеличивает путь протекания расплавленного алюминия, обеспечивает его контакт с фильтрующей пластиной и повышает адсорбционную способность по отношению к включениям.
На начальном этапе поверхностная очистка задерживает крупные частицы, а мелкие частицы удаляются за счет механизма глубокой фильтрации. По мере образования налёта на поверхности он начинает удерживать как крупные, так и мелкие частицы. Мелкие включения могут улавливаться механизмом глубокой фильтрации. В этот момент фильтрующая способность керамического пенофильтра будет выше.
Когда адсорбция частиц достигает насыщения, то есть количество частиц, адсорбированных из расплава, становится равным количеству частиц, уносимых потоком расплава, способность к удалению шлака снижается.
Механизм фильтрации расплава в литейном производстве
Основное назначение керамического пенофильтра для литья заключается в удалении включений из алюминиевого расплава. Включения в расплаве обычно встречаются в трёх формах: оксиды металлов, пыль огнеупорных материалов и прочие посторонние частицы, то есть частицы, попадающие в расплав в процессе плавки.
Существует три способа удаления взвешенных частиц из расплава:
- Осаждение — накопление частиц на дне расплава.
- На поверхности расплава собираются плавающие смешанные вкрапления.
- Фильтрация — отделение частиц от расплава с помощью пористых материалов.
Естественное осаждение, как правило, происходит в том случае, когда частицы имеют высокую плотность и крупные размеры, а частицы размером менее 90 мкм не подходят для статического осаждения.