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稀土泡沫陶瓷過濾器產品簡介及其使用方法
稀土泡沫陶瓷過濾器產品簡介

　 近年來，隨着科技的發展和工業生產的要求，對鑄造合金的質量要求日益嚴格。對於一些鑄件不僅要求有合格的化學成分和力學性能，而且要求有優越的內在質量和外在質量。然而採用傳統的熔煉鑄造工藝往往不能滿足這些要求，關鍵原因在於合金中的非金屬夾雜物超出所允許的範圍。為減少非金屬夾雜物的影響，人們一方面對配製合金的原材料提出了嚴格的要求，另一方面則竭力在鑄造工藝上採取措施，鑄造過濾技術就是在這種情況下發展起來的一種過濾淨化熔液的新工藝。精鑄件一般要求較高，在鑄件型腔充滿液體時，在凝固過程中，渣子不能排出，加之冷卻較快，在渣子上浮過程中就已凝固，出現渣孔導致鑄件報廢。在澆注過程中採用泡沫陶瓷過濾器，可以顯著提高金屬液的純淨度、減少鑄件缺陷。過濾技術在國外熔模鑄造生產中已非常普遍，國內有為數不多的工廠採用泡沫陶瓷過濾器。事實上，對要求高的鑄件，使用泡沫陶瓷過濾器后帶來的經濟效益（鑄件成品率的提高、加工、返修費用的節省、索賠的減少等）遠超過過濾器本身增加的鑄件生產成本。但因為受孔徑和流速的限制，難以對金屬及其合金熔液中的存在的大量細小夾雜物和有害雜質進行有效的過濾和淨化，無法滿足對金屬及其合金熔液過濾要求苛刻的大量產品的要求。這使泡沫陶瓷過濾器在金屬合金熔液過濾淨化技術中的推廣和應用受到了極大的限制。

稀土元素是指位於元素週期表中的IIIB族，稀土元素具有獨特的核外電子排布，可以有效的提高金屬及合金材料的性能。稀土元素獨特的物理和化學性質決定了稀土元素在工業、農業上的廣氾應用。近年來，稀土新材料研究開發及其在高科技產業中的應用已被看作為一個國家高科技水平發展的標準。研究表明，稀土對金屬及其合金組織的影響主要體現在三個作用上：（1）淨化作用：一是稀土與氧、硫、氫的親和勢很強，形成熔點較高、熱穩定性強、比重較小的稀土化合物，從而達到脫硫、脫氧、脫氫的作用；二是稀土與合金熔液中的有害雜質如Pb、Bi等形成高熔點金屬間化合物上浮后與熔渣從合金熔液中一起排出，從而降低基體中雜質的有效濃度。（2）細化組織：稀土細化金屬及其合金組織的作用機理主要存在三個方面：一是形成新晶核、抑制晶粒長大；二是微淨化化作用；三是合金化作用。（3）稀土對夾雜物的影響：稀土對夾雜物的影響主要是改變雜質的形態和分布，使含稀土的化合物被吸附在金屬或合金的晶界上，減少合金晶界上低熔點有害雜質的數量。因此，在金屬及其合金熔液中有效添加適量稀土，可明顯改善和提高金屬及其合金的機械性能、耐腐蝕性能和耐磨性能等。但如何準確、迅速、均勻而又穩定的將稀土在金屬及其合金中應用，目前尚處於探索和開發階段。

2012年六月，西北工業大學、蘭州理工大學、湖南大學、燕山大學、瀋陽工業大學和河北科技大學六所高校的知名教授和專家組成聯合科研小組，針對目前泡沫陶瓷過濾器的缺點及稀土在金屬及其合金中應用中難題進行了大量的實驗和實踐，經過近兩年的努力和研究，終於在2014年五月研製成功了新型泡沫陶瓷過濾器——稀土泡沫陶瓷過濾器。

新型泡沫陶瓷過濾器——稀土泡沫陶瓷過濾器與傳統的泡沫陶瓷過濾器相比，具有以下幾方面改進：

稀土泡沫陶瓷過濾器解決了在金屬及其合金熔液中有效添加適量稀土的難題，明顯改善和提高了金屬及其合金的機械性能、耐腐蝕性能和耐磨性能等。

稀土泡沫陶瓷過濾器能對金屬及其合金熔液中的存在的大量細小夾雜物和有害雜質進行有效的過濾和淨化，滿足了對金屬及其合金熔液過濾要求苛刻的大量產品的要求。

●   通過大量的實驗，得出在不使用過濾器、使用泡沫陶瓷過濾器和使用稀土泡沫陶瓷過濾器的不同情況下的數據對比如下：

1、降低夾雜累缺陷廢品率：夾雜類缺陷減少80%以上

 

 

 

2、提高鑄件加工性能：刀具壽命提高50%以上

3、提高鑄件機械性能：機械性提高15以上

4、提高鑄件工藝出品率：工藝出品率提高15以上

  

可見，稀土泡沫陶瓷過濾器對鑄件的性能較傳統的泡沫陶瓷過濾器 具有顯著的突破。

稀土泡沫陶瓷過濾器與傳統泡沫陶瓷過濾器技術參數對比

 

	常溫耐壓強度≥ （MPa）	體積密度 （g/cm³）	孔隙率 %	使用溫度≤ （℃）	適用範圍
傳統泡沫陶瓷過濾器	1.0	0.38~0.55	78~90	1480	鑄鐵、鑄銅
稀土泡沫陶瓷過濾器	1.2	0.42~0.50	80~87	1520	球鐵、灰鐵、鑄銅、鑄鋁

  

 

 

 

 

 

 

稀土泡沫陶瓷過濾器產品使用指南

稀土泡沫陶瓷過濾器可適用於任何鑄鐵、鑄銅和鋁合金鑄件的過濾與淨化，有效去除金屬液中的大塊夾雜物，吸附細小的雜質，降低金屬液中氣體及有害元素含量，改善金屬基體組織，提高鑄件機械性能。

稀土泡沫陶瓷過濾器孔徑選擇

在使用稀土泡沫陶瓷過濾器時，要依據鑄件的質量要求和金屬液中夾雜物的數量來確定過濾器的孔徑（單位英吋產品的孔數，ppi）過濾器的孔徑主要分為10 ppi、15 ppi、20ppi、25 ppi和30 ppi規格的產品。球鐵件一般使用10 ppi或15 ppi規格的產品，灰鐵和鑄銅件 。 

一般使用10 ppi、15 ppi或20 ppi規格的產品，鋁合金鑄件一般使用20 ppi、25 pp或 30ppi規格的產品。稀土泡沫陶瓷過濾器的厚度越大，過濾器的強度越好，過濾器的過濾效率也越高，但其使用成本也越高。從最適宜的強度和過濾效率考慮，一般推薦如下：尺寸75mm，厚度20～22mm；75-120mm，厚度22～25mm，120～150mm，厚度25～30mm，>150mm，厚度30～40mm。

二、稀土泡沫陶瓷過濾器的尺寸選擇

稀土泡沫陶瓷過濾器的尺寸要結合鑄件的種類和大小兩個方面來確定。稀土泡沫陶瓷過濾器單位截面積的最大金屬液過濾量一般應控制在以下範圍之內：球墨鑄鐵≤2kg/ c㎡；灰鑄鐵、銅鋁合金鑄件≤4kg/c㎡。常規的稀土泡沫陶瓷過濾器尺寸過濾量如下表：

 

規格（mm）	最大過濾能力（kg）		金屬液正常流速（kg/s）
	球鐵	灰鐵、銅鋁鑄件	球鐵	灰鐵、銅鋁鑄件
40*40*22	32	64	3	4
50*50*22	50	100	4	6
60*60*22	72	144	5	8
75*50*22	75	150	6	9
100*50*22	100	200	8	12
75*75*22	110	220	9	14
100*75*22	150	300	12	18
100*100*22	200	400	16	24
150*100*22	300	600	24	36
150*150*22	450	900	36	54
Φ50*22	35	70	3	4.5
Φ60*22	50	100	4.2	6.5
Φ70*22	75	150	5.5	8.8
Φ80*22	100	200	7.2	11
Φ90*22	120	240	9	14
Φ100*22	140	280	11	17
Φ150*22	350	700	25	38

 

三、 過濾面積

安放稀土泡沫陶瓷過濾器處的澆道橫截面應適當擴大。一般為正常澆道截面的2~4倍。

四、 安放位置

稀土泡沫陶瓷過濾器可放置於澆注系統的各個部位，應根據零件的特點以及生產條件來選擇，盡可能靠近鑄件以達到最好的過濾效果。在實際應用中根據不同的鑄件及要求，可以採用如下方法：

（1）放置在型殼澆口杯處：在型殼澆口杯處預留過濾器台，在型殼焙燒出爐后，把稀土泡沫陶瓷過濾器放置在澆口位置，或者在澆注之前經過濾器同型殼一起烘烤預熱，有助于金屬液開始通過，使用效果更好。為使過濾器放置容易，需要設計過濾底座，即在型殼放置過濾器處與過濾器外緣最好有2毫米間隙、支撐面要留有大於5ｍｍ寬度的底座 。

（2）把稀土泡沫陶瓷過濾器放在專用的陶瓷材質的澆口杯內，在制殼過程中，將澆口杯聯到鑄件上，澆注時將過濾器放在澆口杯內進行澆注，

（3）把稀土泡沫陶瓷過濾器放在澆注系統內，預先將帶有過濾器的澆注系統型殼製作好，在管殼上相應位置預留有開口，便於過濾器放在安裝座內。制殼階段放于座內，用水玻璃或硅溶膠封住，固化烘乾后就可澆注試驗。

　　另外，金屬液澆注溫度盡可能控制在工藝範圍上限，澆注速度應儘快達到最大，以避免冷隔、澆不足等鑄造缺陷。

五、 注意事項：

（1）儘量避免金屬液直接衝擊稀土泡沫陶瓷過濾器，直接衝擊稀土泡沫陶過濾器時、澆注高度最好不要超過320mm。

（2）搬運和運輸時要防止和避免產品受到擠壓和碰撞。

（3）存放于乾燥通風處，禁止產品受到雨淋和重壓。

六、 保質期：兩年。