В пористых пенокерамических фильтрах в качестве носителя используется полиуретановая пена, которую погружают в покрытие, состоящее из керамического порошка, связующего вещества, спекающего агента, суспендирующего агента и т. д., а затем удаляют избыток покрытия путем экструзии, чтобы обеспечить равномерность керамического покрытия, нанесенного на носитель. Каркас превращается в сырцовое изделие, которое затем сушат и обжигают при высокой температуре.
Пористые керамические пенофильтры подразделяются на склеенные и спеченные. В первом случае для соединения мелких керамических частиц используется связующее вещество, а во втором — высокотемпературная изоляция, позволяющая спекать относительно чистые мелкие керамические частицы.
Пористые пенокерамические фильтры обладают уникальной трехмерной структурой в виде связанной сети изогнутых пор с пористостью от 80% до 90% и характеризуются следующими тремя механизмами фильтрации и очистки.
1. Механический перехват
2. Накипь на выпрямителе
Благодаря ректификационному эффекту фильтра поток в канале, расположенном перед фильтром, приобретает плавное ламинарное течение, что ослабляет реакции окисления и коррозии алюминия, в результате чего включения легко всплывают и улавливаются, а фильтр снижает количество вторичных включений.
3. Глубокая адсорбция
Мелкие включения, попадающие в фильтр, притягиваются к каркасу или задерживаются в мёртвом пространстве сетки благодаря полному контакту с керамической сеткой, имеющей сложные пути потока.
Благодаря этим трем механизмам фильтрации и очистки он позволяет эффективно отфильтровывать из расплавленного алюминия крупные включения и значительное количество мелких взвешенных частиц размером всего в десятки микрон. Эффективность фильтрации керамического пенофильтра достигает 95%, что позволяет значительно снизить количество брака при литье и количество ремонтов сварных швов.
Кроме того, это упрощает систему литниковых каналов и улучшает металлургическую структуру, что позволяет повысить производительность и эффективность процесса литья, а также улучшить внутреннее качество, обрабатываемость и технологичность отливки.
Поэтому керамический пенопластовый фильтр имеет хорошие перспективы применения.
При производстве отливок доля брака, связанного с дефектами литья (такими как неметаллические включения), обычно составляет от 50% до 60% от общего количества брака. Дефекты в виде включений не только значительно снижают механические свойства отливки, но и негативно влияют на её обрабатываемость и внешний вид. Очистка жидких литейных сплавов и уменьшение или устранение различных неметаллических включений, несомненно, являются очень важными техническими мерами для получения высококачественных отливок. Данная технология фильтрации с использованием пористого керамического пенофильтра позволяет эффективно достичь цели очистки жидких литейных сплавов.