液態(tài)鑄造合金用泡沫陶瓷過濾器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)(參考版)
2025-06-23 00:28本頁面
【正文】 1993 (10) : 19~2221．楊弋濤. 機(jī)械工程材料，1993 (3) : 49~5122．房文斌等. 鑄造，1996 (9) : 45~4923．黃繼和等. 鑄造，1991 (1) : 21~2624．王薇薇等. 鑄造技術(shù)，1991 (6) : 15~18。 T, 1985 (3) :24~27。主要參考文獻(xiàn)1．, . AFS Transactions, 1978（86）: 479~4862．, . Modern Casting, 1979 (3) : 64~663．, . AFS Transactions, 1980 (88) : 595~5614．,etal. AFS Transactions，1985 (93) : 339~3465．,etal. AFS Transactions, 1985 (93) : 171~1826．. AFS Transactions, 1985 (93) : 867~8707．. Foundry M amp。 系統(tǒng)研究泡沫陶瓷過濾器的應(yīng)用技術(shù)，包括孔徑和厚度的選擇、安放方式和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注溫度和速度及金屬液壓頭的控制等。 開發(fā)生產(chǎn)適用于熔模鑄造、金屬型鑄造等特種鑄造工藝的異形泡沫陶瓷過濾器。因此，在新的世紀(jì)，泡沫陶瓷過濾器的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用推廣工作尚需繼續(xù)加強(qiáng)，而且工作重點(diǎn)應(yīng)放在以下幾個(gè)方面： 開發(fā)生產(chǎn)燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時(shí)間短的新型低成本泡沫陶瓷過濾器。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅國(guó)內(nèi)迄今已有近十條泡沫陶瓷過濾器生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，年生產(chǎn)總量已達(dá)數(shù)百萬片。該院近年的進(jìn)一步研究已使泡沫陶瓷材料成功應(yīng)用于高溫廢氣的過濾凈化、高溫隔熱保溫、高溫高濕消聲降噪等領(lǐng)域。該院通過實(shí)驗(yàn)和回歸分析發(fā)現(xiàn)：隨著開口孔隙率的降低，抗壓強(qiáng)度沿開口孔隙率的冪函數(shù)趨勢(shì)升高，過濾效率也提高，但對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力也增大；當(dāng)開口孔隙率為80%左右時(shí)，過濾器具有過濾效率、強(qiáng)度和流動(dòng)阻力三方面的最佳綜合效果。湖北省機(jī)電研究設(shè)計(jì)院從1988年開始進(jìn)行泡沫陶瓷過濾器的研究，根據(jù)不同的工況，研制出了莫來石質(zhì)（MF型）、剛玉質(zhì)（AF型）、氧化鋯一莫來石質(zhì)（ZMF型）和氧化鋯－剛玉質(zhì)（ZAF型）等四種材質(zhì)的泡沫陶瓷材料，其主要技術(shù)性能和適用范圍也如表１所示，其開口孔隙率為75~85%，~~，耐火度為1640~1800℃，最高使用溫度可達(dá)1650℃，接近國(guó)際先進(jìn)水平。南昌航空工業(yè)學(xué)院還以碳化硅為陶瓷基料，外加少量硼化物作為燒結(jié)助劑，在較低的燒結(jié)溫度下燒制出鑄鐵用泡沫陶瓷過濾器，其強(qiáng)度較高，成本較低，能承受高溫鐵水沖擊3min以上。這種微觀上粗糙多孔的陶瓷骨架不但容易吸附微細(xì)夾雜物，而且能吸附在鎂液中呈液滴狀態(tài)的熔劑夾雜（MgO與熔劑是完全潤(rùn)濕的）。該校針對(duì)鎂合金的特性，研制成功一種高溫固相燒結(jié)型純氧化鎂泡沫陶瓷過濾器。南昌航空工業(yè)學(xué)院重點(diǎn)研究了鎂合金過濾用的純氧化鎂泡沫陶瓷過濾器。該公司在球鐵生產(chǎn)流水線上對(duì)ＳiＣ質(zhì)泡沫陶瓷過濾器的應(yīng)用實(shí)踐表明：%%，且分散度減小，%，鑄件廢品率降低50%左右，機(jī)加工時(shí)刀具使用壽命提高1倍多，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益。 min,在1400℃鐵水中能持續(xù)10min而不破裂。該校對(duì)各種金屬液的過濾試驗(yàn)表明：泡沫陶瓷過濾器能有效地去除非金屬夾雜物等夾渣和部分氣體，改善鑄件金相組織，細(xì)化晶粒，可使鋁合金的抗拉強(qiáng)度提高4~5%，延伸率提高7~11%；可使銅合金的抗拉強(qiáng)度提高22%，延伸率提高將近一倍，硬度提高8~20HB；可使灰鐵抗彎強(qiáng)度提高5%左右，抗拉強(qiáng)度提高16%左右；可使球鐵抗拉強(qiáng)度提高約17%，延伸率提高約40%，硬度提高約10%，而且硬度分布更為均勻；可使不銹鋼延伸率提高67%，沖擊韌性提高18%。此后又通過添加少量Y2OCeO2作為助燒劑研制出了CFFⅡ型過濾器，其燒結(jié)保溫時(shí)間由原來的數(shù)小時(shí)縮短至10分鐘左右，燒結(jié)溫度也比原來降低200℃左右，但制品性能變化不大。在此期間，沈陽鑄造研究所、上海機(jī)械制造工藝研究所、湖北省機(jī)電研究設(shè)計(jì)院、南昌航空工業(yè)學(xué)院、東風(fēng)汽車公司等單位也先后開展了泡沫陶瓷過濾器的研究工作，并均取得豐碩成果。哈爾濱理工大學(xué)于1982年最早研制成功的泡沫陶瓷過濾器只能用于鋁合金的過濾。 剛玉質(zhì)泡沫陶瓷過濾器加入氧化鋯增韌后，強(qiáng)度有所降低，但抗熱沖擊性顯著提高，從而可擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。 最高使用溫度從高到低的泡沫陶瓷過濾器材質(zhì)排列順序?yàn)椋翰糠址€(wěn)定化氧化鋯—?jiǎng)傆瘛蓟琛獊硎ǜ咪X礬土）。綜合分析以上結(jié)果和表1數(shù)據(jù)，可以看出： 燒結(jié)型泡沫陶瓷過濾器的強(qiáng)度和使用溫度均比同材質(zhì)的粘結(jié)型泡沫陶瓷過濾器高，因而其適用范圍更廣，但成本也更高。其中SiO2用作膠質(zhì)粘結(jié)劑。除美國(guó)、日本和英國(guó)外，德國(guó)和
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