现代铸造生产中过滤技术的应用

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近几年我国铸造业发展迅猛，铸件年产量连创新高，2006年超过2800万吨，远远领先于其他国家。我国铸件产量快速增加，一方面是国内铸件需求量大幅度增加所致，另一方面是发达国家和地区的铸造生产向国内转移的结果，使得铸件出口量逐年增加。
/ ~  s& B; m' H8 `    在保持铸造大国地位的同时，我国铸造工艺技术也得到了快速提升，逐步向铸造强国目标迈进，尽管这条路还很长。目前我国铸造新技术、新工艺的应用主要表现在：先进造型线、制芯中心数量越来越多，树脂砂工艺得到大量应用，铸钢VOD熔炼，消失模铸造，计算机模拟技术、快速成形技术的应用等。在铸造技术水平方面的提高主要得益于几方面：中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
4 {" _9 U' n; y7 e& b  X    1、出口铸件对质量的严格要求，中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
8 B. K( C( A9 p$ |1 O3 u* B    2、国内对高品质铸件的需求迅速增加，如汽车行业的快速发展，风力发电行业的兴起等，
    3、外资独资、合资铸造企业带来的先进成熟工艺技术。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
( n- U5 c& T; F3 D6 d7 H* x    其中过滤技术在铸造中的应用近几年发展很快，这项技术对减少夹杂类、气孔类缺点，提高铸件机械性能、加工性能有显著作用，得到越来越多铸造企业的重视。在上世纪五十年代我国就有过使用过滤技术的报道。过滤技术也经历了一个发展过程：六十年代开始应用玻璃纤维过滤网，七十年底出现了多孔型过滤器，78年出现泡沫陶瓷过滤器，八十年代出来蜂窝型过滤器，过滤技术的应用是生产高品质铸件一个非常主要的工艺手段，在西方发达国家得到普遍应用，我国对其重要性的认识也越来越深刻。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    铸件中的夹杂物中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
) {  `! p3 t1 x2 M    众所周知，夹杂是铸造缺点中非常重要的一种类型，约占到缺点总量的一半以上，在所有的铸件中都可能存在这种缺点，只是严重程度不同，对夹杂缺点控制的标准主要依据铸件性能、用途而定，越是精密的铸件、工作条件苛刻的铸件对夹杂缺点的限制越严格，如汽车铸件、发动机铸件、风电铸件、汽轮机铸件、机床铸件……中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
     铸件主要夹杂物有：含有碳酸钙及铁、锰、铝的氧化物的熔渣，未熔的孕育剂颗粒，硫化物，硅酸镁，残余的溶剂，砂子等。
    夹杂物的来源和消除方法中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    夹杂物的产生可以追溯到铸造生产的多个环节：中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
7 S8 P  h, n9 }    1、炉料：如果炉料锈蚀严重或存放不当就会使金属液夹杂含量超标；
    2、熔化、溶液处理：在孕育处理、球化处理、精炼处理等过程中，如工艺参数不当、操作不当会造成渣子进入金属液；
# ]# P/ t6 S$ Q+ [' ?3 ^" P  Z    3、型、芯砂强度：如果型芯砂强度不足以抵抗高温金属液的冲击，就会造成冲砂；
    4、二次氧化：由于铸件结构的原因或浇注系统设计不当，在浇注过程中金属液激烈飞溅形成二次夹杂。
8 E+ p4 p9 a& j, D, ~9 \    针对夹杂产生的原因，相应的消除这种缺点的方法主要有：
    1、使用合格的清洁炉料，避免露天存放；中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    2、制定合理的熔化、中间处理工艺并严格照章操作；中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
! o" g9 p+ }3 h6 j+ J" P+ L' t    3、保证足够的型芯强度，可以采用树脂工艺，在受热冲击强烈部位使用特种材料；
    4、合理设计浇注系统，避免金属液飞溅，增加集渣包，延长浇道；
# t9 K  h" [( p0 Z    5、使用过滤器等。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
3 Y; z! D" {' v3 ]4 R# w) B    6、其中过滤器是减少消除夹杂、气孔缺点最有效的措施。
    铸造生产中常用过滤器中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
! A/ N- u0 I9 l/ T  B+ M- \    铸造中常用的过滤器有以下几种：中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    1、玻璃纤维过滤网：由耐高温玻璃纤维布经特殊处理而成，过滤效果差，价格便宜。
    2、直孔过滤器：过滤效果较好，性价比高，应用广泛。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
9 B6 B1 ]7 U' k5 j' t+ i. Q( \    3、泡沫陶瓷过滤器：由泡沫塑料做骨架，涂敷上陶瓷浆料烧制而成，过滤效果最好，广泛应用。常用于不同金属过滤的耐火骨料。
    4、大型铸件用硅胶泡沫陶瓷过滤器；中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
5 \3 S+ @3 l' ^9 e' G    5、硅胶泡沫陶瓷过滤器是最新出现的一种过滤器，比常规泡沫陶瓷过滤器有更好的高温性能，制作的尺寸可以更大，过滤大型铸钢、铸铁件，蓄热系数更低，对头股金属液降温小。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
2 e" x( Q/ x8 ^/ y! t$ @0 H. M, d5 {    6、过滤器过滤机理中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    以泡沫陶瓷过滤器为例，说明过滤机理：
    1、机械过滤：金属液流经过滤器时，大于孔径的夹杂被挡在过滤器上。
( f; M8 b- G, Q8 h: R    2、整流作用：金属液在浇注时一般都呈紊流状态，当通过过滤器后金属液趋于层流状态，有利于夹杂物上浮，减少对造型的冲击，减少冲砂和二次氧化夹杂。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
7 v9 Q( \) A8 l5 a: A6 O    3、滤饼：随着过滤的进行，过滤器孔会逐渐被平杂堵塞而变小，从而对更小的夹杂物起到过滤作用。
8 F" |. {' ~' ]% F. }; {    4、吸附：泡沫陶瓷过滤器有很大的表面积，而过滤器材料对夹杂物有很强的吸附作用，在金属液流过这些弯曲通道时，微小的夹杂物很容易被吸附到过滤器通道壁上。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
5 A% C4 G6 c9 Y) T# N7 t( `    过滤器使用原则中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
4 h, d( v. m% K3 l" q  \    过滤器原则上可以安放在浇注系统的任何位置，但越靠近铸件过滤效果越好，为防止高温铁水高压冲碎过滤器，尽量避免安放在直浇道下方。由于过滤器对金属液的阻流作用和过滤过程中部分网孔被堵塞，过滤面积应是原浇道面积的3-4位。
  v# {7 J. S/ W! F$ ~    过滤带来的益处中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
+ h4 I% l, c' o    1、减少夹杂缺点：能有效减少夹杂物数量，减少、消除此类废品。
( _4 E0 x' y/ h    2、提高机械性能：众多试验、研究表明，由于夹杂物的减少，铸件的机械性能得到提高，尤其是塑性
2 K' n: ~" b/ ~: Z8 d2 x: K2 q$ Q    3、提高加工性能：金属基体中夹杂物数量的减少，可以明显提高切削刀具的寿命。
% W# F7 R9 a3 y* W) a8 j    4、提高工艺出口率：过滤的有效作用允许简化原来为消除夹杂物而设计的复杂浇注系统，提高工艺出品率。
8 w9 L  {2 ?2 m0 V6 g8 _5 c    结束语中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
5 U4 A% l: x8 H. s. z3 p    过滤技术是铸造生产中减少和消除夹杂物的一个有效工艺手段，随着我国铸造技术的不断提高和铸件品质的不断提升，人们对过滤技术认识的不断深入，其应用必将越来越广。中