铸造用泡沫陶瓷过滤器

一文认识｜多孔陶瓷材料的应用领域
多孔陶瓷是一种含有一定量空隙的无机非金属粉末烧结体，与其他无机非金属（致密陶瓷）的根本区别在于其是否含有空隙(气孔)及含有多少体积百分比的空隙（气孔）。

根据成孔方法和空隙，多孔陶瓷可分为：泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、粒状陶瓷，其对应气孔率见下表。

 由于一定量气孔的存在使得多孔陶瓷的结构、性质、功能发生了显著的改变。

多孔陶瓷与致密陶瓷相比具有如下5个特点：
 1、体积密度小，质量较轻。

 2、较大的比表面积和良好的过滤功能。

 3、低的热传导率，良好的隔热和隔音性能。

 4、良好的化学和物理稳定性，可适应各种腐蚀环境，具有良好的机械强度及刚度，耐热性好。

 5、工艺简单，成本低廉。

 因为这些特性，使得多孔陶瓷在许多领域有着广泛的应用，下文将对其部分重要的应用领域做简单的介绍。

 一、多孔陶瓷用于过滤与分离材料
 由多孔陶瓷的板状或管状制品组成的过滤装置，具有过滤面积大和过滤效率高等特点，广泛应用于水的净化处理、油类的分离过滤，以及有机溶液、酸碱溶液、粘性液体、压缩空气、焦炉煤气、甲烷、乙炔等的分离过滤。

此外多孔陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐化学腐蚀等优点，在高温流体、熔融金属、腐蚀性流体、放射性流体等过滤分离方面，显示出了独特的优势。

２ ） 改 为 开 放 式 浇 注 系 统 后 ， 降 低 了 铸 件 冲 砂 、 夹 渣 缺 陷产 生 的风 险 ；大 型 球 铁 件 合 理 使 用 过 滤 网 ，对 于铁 水 净 化 可 以起 到 明显 的作 用 。
参考文献 ： ［ １ ］陈 国桢， 肖柯 则， 姜不居． 铸件缺 陷和对 策手册 ［ Ｍ】 ． 北京：
得 以很 好 消 除 。
平压头 ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｑ ｕ ｅ ｅ ｚ ｅ ｈ ｅ ａ ｄ
成形压头 ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｓ ｑ ｕ ｅ ｅ ｚ ｅ ｈ ｅ ａ ｄ ， ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ
ｓ ｑ ｕｅ ｅ ｚ ｅ ｈｅ ａｄ
ｐａ ｒ ｔ ｅ ｄ ｌａ ｆ ｓ ｋ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ — ｓ ｑ ｕｅ ｅ ｚ ｅ ｍｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ
针 对 铸 件 的外 观 夹 渣 缺 陷 ，将 浇 注 系 统 改 为 开放 式 ， 以 降 低 内浇 口流 速 ； 并 使 用 过 滤 网 净 化 铁 水 。 改 进 工 艺 后 的浇 注 质 量 为 １ ３ １ ０ ０ ｋ ｇ ， 考 虑 在 浇 注 系 统 内设 置 １ ２ ０ ｍｍ× １ ２ ０ ｍｍ×２ ２ ｍｍ泡 沫 陶 瓷过滤 网 ，过滤 能力按２ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ３ 计 算 ，得 出单 片 过滤质量 约为６ ３ ３ ｋ ｇ 。 工 艺 上 选 定 过 滤 网 数 量 为２ ２ 片 ，单片过 滤质量为 ５ ９ ５ ｋ ｇ ， 可 满 足 使 用 要 求 。 改 进 后 的 浇 注 系 统 增 加 一 级 横 浇 道 ，其 各 单 元 参 数 如 表２ 所示 。
压 实 比压 ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｓ ｑ ｕ ｅ ｅ ｚ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ

２１世纪的新材料——泡沫金属与泡沫陶瓷进入二十一世纪，可持续发展已成为全人类共同关注的话题，我国政府高度重视可持续发展，将可持续发展确定为国家的重大发展战略。

如何开发新能源和新材料、减少已有能源与材料的消耗，是其中一个重要方面，已成为科技工作者共同努力的新课题，泡沫材料的开发就是在这种大背景下提出的。

泡沫材料按材料性质分为泡沫金属材料和泡沫陶瓷材料，按使用状态又可分为泡沫结构材料和泡沫功能材料。

一、轻质泡沫金属材料泡沫金属材料是八十年代后期国际上迅速发展起来的一种物理功能与结构一体化的新型工程材料。

多孔结构和金属特征使其得以具备其他实芯材料未有的功能，如防震、吸声、隔声、阻燃、屏蔽、耐候、耐湿、质轻、可渗透性等，在航空航天、交通运输、建筑、能源等高技术领域具有广阔的应用前景。

泡沫金属材料的制备方法大致可分为以下几种：（1）粉末冶金法，又可分为松散烧结和反应烧结两种；（2）渗流法；（3）喷射沉积法；（4）熔体发泡法。

在上述众多的制备方法中，除特殊要求外，作为工业大生产最有前途的是熔体发泡法，它的工艺简单，成本低廉。

熔体发泡法技术难点在于选择合适的金属发泡剂，一般要求发泡剂在金属熔点附近能迅速起泡。

世界泡沫金属材料技术开发具有两大热点，即泡沫镍和泡沫铝的开发。

泡沫镍的制备技术目前已很成熟，国内外均有不少厂家进行大批量连续化生产，如国内的长沙力元等，主要作为电池的极板材料应用于镍氢电池领域。

但随着世界锂离子电池的迅速发展，镍氢电池在世界可充电二次电池市场的需求已日趋饱和，因此泡沫镍的市场需求增长幅度逐年减缓。

泡沫铝制备技术则在航空航天、交通运输等行业的发展以及这些产业对综合性能优异的材料的巨大需求下得以迅速地发展，主要有合金气体发泡、合金发泡剂混合搅拌、金属及发泡剂混熔固结、熔融金属高压渗透等。

泡沫铝是一种高孔隙率、宏孔多孔材料。

它不仅具有优良的机械阻尼、消声降噪和电磁屏蔽等性能，而且具有轻便、坚固、耐热、美观等特点，在一些发达国家已经商品化，广泛地应用在噪声防护、电磁屏蔽、建筑装饰、吸能缓冲、医用植体、分离工程、生物工程以及国防高科技等领域。

能 示 于 表 ２ 。
衰 ２ 泡 津 冉 瓷 的热 稳 定 性殛 膨 丹 焉敷 （ ０ ，ｃ 睢Ｉ ｘ１ 。
１ １ １ 气孔 率 ．． 泡沫 陶瓷 的气孔 率 为 ７ ％ 一９ ％ ， 多 孔 陶瓷 来 ０ ｏ 对 说 ， 是最 高 的 。蜂 窝 陶 瓷 的 气 孔 率 约 为 ６ ％ ， 这 ０ 陶瓷 颗 粒烧 结体 的气 孔 率约 为 ３ ％ 一５ ％。 ０ ０ １ １２ 抗 弯 强度 ．． 泡沫陶瓷 的强度 主要依 赖 于 陶瓷材质 和 网络骨 架 的粗 细。骨架 的粗细 可 以用 泡 沫 陶瓷的体 积 密度来 表
示 。表 １ 出 了不 同陶 瓷材 质与不 同体积 密度 的抗弯 列
前 言
泡 沫陶瓷是 一种 气孔 率 高达 ７ ％ 一９ ％ ， 积密 ０ ０ 体 度 只有 ０ ３— ． ， ， 有三 维 立 体 网 络骨 架 和 相互 ． ０ ６ｇ 具 贯 通气孔 结构 的多 孔 陶瓷 制 品 。它 除 了具有 耐 高温 、 耐腐蚀 等一般 陶瓷 所具有 的性 能 外 ， 具有 密 度小 、 且 气 孔率 高、 比表 面积 大 ， 流 体 自扰 性强 等特 点 。 对 泡 沫 陶瓷是 １７ ９ ８年 由美 国 Ｆ． ｍ ｕ ｒ 和 Ｎ． ａ— Ｒ． ｏ 且ｄ Ｄ ｙ ｉ． ｄ ｎ等人 首 先 研 制 成 功 用 于 铝 合 金 浇 注 系统 ， 在 ￣ 并 １８ ９０年 ４月美 国铸 造 年会 上 发 表 了他 们 的研 究 成果 。 用 于熔融金 属铸 造过滤 ， 以显 著提 高铸 件 的质量 ， 可 降 低废 品率 。我 国从 ８ ０年代 初 开始 研制 泡沫 陶瓷 ， 目前
）
已在有色 合金 、 黑色 合 金 以及 气 体 净Байду номын сангаас化 催化 剂 载体 等

铝及铝合金的熔炼铝及铝合金是近代工业中得到广泛应用和发展很快的重要金属材料。

目前世界铝产量仅次于钢铁，居有色金属首位。

铝及铝合金具有比重小、比强度大、导电和导热性好、耐腐蚀、可塑、可焊、无毒、光泽美丽以及低温性能好等一系列优越性能，在国民经济和国防建设中的地位及作用日趋显著。

熔炼铝及铝合金的主要目的是：配制合金；通过适当的工艺措施(如精炼和过滤)提高金属净度。

气孔、夹渣和氧化膜等冶金缺陷对铸坯质量影响较大，同时还会严重影响到深加工后的成品质量。

因此，除应严格控制原材料的标准和净度外，还需采用合理的熔炼工艺提高铸坯的净度。

此外，因在铸坯中形成的金属间化合物—次晶不能用随后的压力加工和热处理方法应除，所以这一因素亦不容忽视。

为改善合金的工艺性能和制品质量，减少冷热裂纹，除控制化学成分和杂质外，还应采用合适的工艺添加剂(变质剂)以改变和细化铸坯的晶粒。

近年来，为提高金属熔体的净度。

采用了许多行之有效的先进工艺，如采用在线惰性气体除氢，电熔剂精炼和泡沫陶瓷过滤器去除夹杂物，在生产中均收到明显效果。

2．2 铝中气体的溶解及夹杂物和氧化膜的生成铝铸坯中的夹杂物，一部分来自于原铝锭，另一部分是由生产设备和工艺过程中带入，因为铝的化学性质非常活泼，能和许多元素发生化学反应，尤其在熔融状态下，更易与氧、氮等元素化合而生成氧化物、氮化物、碳化物和硫化物等非金属夹杂物及氧化膜。

氢和铝虽不形成化合物，但它极易浴解于液态铝中，它是铝中所含的主要气体。

在熔炼过程中，如对液态铝中所溶解的气体和含有的非金属夹杂物处理不当时，就会在铸坯中造成疏松、气孔、夹渣等冶金缺陷，因此，必须采取相应措施予以防止和消除。

2．2．1 铝中气体的溶解2．2．1．1 铝中气体溶解的主要来源：(1)燃料，当采用火焰炉熔炼铝及铝合金时，燃料(如煤、焦炭、煤气、天然气、重油等)中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体；(2)大气：熔炼过程中，大气中的水蒸汽被熔体吸收：(3)炉料，吸附在炉料表面上的湿气．在熔化过程中起化学作用而产生的氢将被铝液所溶解；如果炉料放置过久，且表面有油污者，对熔体的吸气量尤有影响；(4)耐火材料：烘炉不彻底时，耐火材料表面吸附的水分，以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个熔次时，对熔体中气体含量将有明显影响；(5)熔剂；使用保存不当而发生了潮解的溶剂，也能增加熔体的含气量；(6)熔铸工具：在倒炉及铸造时，如果熔铸工具干燥不好，易使熔体的吸气量增加；(7)倒炉及浇铸过程中，如果熔体落差大，或液流翻滚过急时，也会使气体及氧化膜卷入熔体；(8)润滑油脱水不好。

Ｍｇ Ｃ ， ｅ—Ｐ Ｚ泡 沫陶瓷 过滤 器 的研 制 Ｓ
商 景利 ， 斌煜 ， 戴 王薇薇
（ 昌航空工业学院 ， 南 江西 南昌 ３０ ３ ） ３ ０４
摘
要 ： 以 ＭＯＣＯ， ｇ ，ｅ 富铈稀上作为添加剂， 用特殊工艺制备了一种 ＰＺ泡沫陶瓷过滤器， Ｓ 试验证
及高温性能的影 响。
ｗｉｈ Ｃｅ ｎｄ ｂ ｒｉｕｌｒｐ ｏ ｅ ｓ ｈ ｓｅ ｃ ｌ ｎｔｈ ｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｍ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｏ ｈ ａ ｅ ｏ ｈ ｔ Ｏ２ａ ｙ ｐａｔｃ ａ ｒ ｃ ｓ ａ ｘ ｅｌ ｉ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ．Ｉ ｈｓ ｐａ ｅ ． ｎ ｔｅ ｂ ｓ ｆｔ ｅ ＣＦＦ§ ｃ ｙ ｔ ｌｐｈ ｓ ｅ ｒ ｓａ ａ ｅ
ｃ ｎ ｔ ｕ ｉｎ ａ ｄ ｍｏ ｐ ｏｏ ｙａ ａ ｙ ｉ ｂ ａ ｓｏ ｄ ｒ ｎ ｌｔ ｔ ｏ ｓｏ ＥＭ ｎ ｏ ｓｉ ｔ ｎ ｒ ｈ ｌｇ ｎ ｌ ｓ ｙ ｍｅ ｎ ｆｍｏ ｅ ｎ ａ ａｙｉ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｔ ｏ ｓ ｃ Ｓ ａ ｄ ＸＲＤ ｓ ｅ ｔ ，ｈ ｆ ｃ ｆ ｈ ｄ ｉ ｏ ａ ｔｒ ｌ ｐ ｃｒ ｔ ｅｅｆ ｔ ｅ ａ ｄｔ ｎ ｌ ａ ｅ ｏｔ ｉ ｍａ ｉ ｅａ ｏ ｈ ｏ ｔｎ ｆｓａ ｉ ｔ ｈ ｓ ｎ Ｐ Ｚ ａ ｄ ｔ ｅ ｌｇ ｅ ｅａ ｕ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ Ｓ ｓｄ ｅ ｌ ｉｃ ｓ ｅ ． ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔｂ ｌ ｙ ｐ ａ ｅ ｉ Ｓ ｎ ｈ ｌ ｈ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｏｍａ ｃ ｆ Ｚ ｉ ｅ ｐｙ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ｉ ｉ ｆ Ｐ
中图分类 号 ： １ ３ ３ Ｔ Ｉ５ ６ ＂ ８ ；Ｆ ２ ． Ｂ
Ｓｔ ｄｙ ｏ ｇ， ｕ ｆＭ Ｃｅ—ＰＳ Ｃｅ ａ ｉ ａ ｌｅ ｓ Ｚ ｒ ｍ ｃ Ｆｏ ｍ Ｆｉ ｒ ｔ

泡沫陶瓷在吸声材料中的研究进展
张聪毅
1. 泡沫陶瓷吸声原理及应用
泡沫陶瓷从表面到内部具有的三维贯通的网状微孔结构， 它可以使吸进的声波在孔隙中振动空气，从而与陶瓷体网络 发生摩擦，通过粘滞作用使声波转变为热能而消耗，起到静 音效果。
由于泡沫陶瓷可耐气候变化，抗热、抗震和抗腐蚀，能 忍受风吹、日晒、雨淋的侵蚀而不改变网状结构，同时，对 其表面美化处理后不会影响其吸音效果，泡沫陶瓷可用于隧 道、地铁、影剧院、录音室等需要静音的环境，以及高架桥、 建筑施工现场、露天变压器等高噪音场合。
3.吸声泡沫陶瓷的研究进展
3、利用陶瓷废渣制备多孔吸声泡沫陶瓷，实现废弃 资源的循环利用。 主要原料：陶瓷废弃物（陶瓷砖碎片等） 高岭土 烧结助剂 悬浮剂
缺点：1、烧结工艺比较复杂（如下图），温度较高（1400-1500℃）；
2、对陶瓷废弃物的预处理较麻烦，首先要选择成分相近的废料， 还要进一步进行研磨至<1000目。
4. 利用厨房垃圾为原料制备吸声陶瓷化板材
厨房垃圾预处理：
厨房垃圾 剩饭剩菜、果皮等） 烘干、剪碎 炭化处理制 得多孔碳化 物
制备过程：
290℃， 保温2h
模具
陶瓷化板材
性能：
4.目前存在的问题
泡沫陶瓷隔声材料的应用并不广泛，目前实际应用 的主要在露天环境中，如建筑工地，公路等。制约其应 用的因素主要有： 1、力学性能较差，抗压强度一般在20到50Mpa之间， 在承重隔音构件中常用泡沫金属材料（泡沫铝）或隔音 涂料（鸟巢体育馆）； 2、制备工艺复杂，成型性差，比如在室内装潢方面， 目前常用高分子或以高分子为基体的复合材料，目前应 用较多的有隔音毡、离心玻璃棉（兼有保温隔热的作用） 等。
2.泡沫吸声陶瓷的应用

(2)扩张式浇注系统 直浇道、横浇道和内浇道截面积依次扩大
的浇注系统(即Ａ直＜Ａ横＜Ａ内)称为扩张式浇注系统。 (3)半扩张式浇注系统 Ａ直＜Ａ横＞Ａ内，而且Ａ内＞Ａ直的浇
注系统称为半扩张式浇注系统。
2.按液态金属导入铸件型腔的位置分类
(1)顶注式(又称上注式)浇注系统 以浇注位置为基准，金属液 从铸件型腔顶部引入的浇注系统称为顶注式浇注系统。 (2)底注式(又称下注式)浇注系统 (3)中注式浇注系统 这种浇注系统的液态金属引入位置介于顶 注和底注之间(见图2-15)，其优、缺点也介于顶注式与底注式 之间。 (4)阶梯式浇注系统 在铸件不同高度上开设多层内浇道的称为 阶梯式浇注系统(见图2-16)。
二、液态金属在浇注系统中的流动情况
1.液态金属在浇口杯中的流动情况 2.液态金属在直浇道中的流动情况 3.液态金属在横浇道中的流动情况 4.液态金属在内浇道中的流动情况
二、液态金属在浇注系统中的流动情况
图2-1 铸铁件浇注系统的典型结构 1—浇口杯 2—直浇道 3—直浇道窝 4—横浇道 5—末端延长段 6—内浇道
水力模拟试验表明，影响浇口杯内水平旋涡的主要因素是 浇口杯内液面的深度，其次是浇注高度、浇注方向及浇口杯的 结构等。浇口杯内液面深度和浇注高度的影响如图2-3所示。液 面深度大时不易出现水平旋涡(见图2-3a)，液面浅时易出现水平 旋涡(见图2-3b)。浇包嘴距浇口杯越高，水平旋涡越易于产生 (见图2-3c)。总之，液面浅和浇注高度大时，偏离直浇道中心的 水平流速较高，因而易出现水平旋涡。
(3)横浇道的挡渣作用
根据以上对横浇道挡渣作用原理的分析，为强化挡渣作用，在 设计横浇道时常采用以下措施： ①降低合金液在横浇道的流动速度。为此，在实际生产中常采 用增加横浇道的水力学阻力的措施，例如采用搭接式横浇道或 双重横浇道(见图2-7)。 ②横浇道应呈充满状态，这样有利于使渣团上浮到横浇道顶部 而不进入内浇道。 ③内浇道的位置关系要正确。 ④在横浇道上设置过滤网以滤除渣团，如图2-7a所示。 ⑤横浇道上被局部加高、加大的部分称为集渣包。在横浇道上 设置集渣槽是常用的除渣措施。

1、各种液态铸造合金在熔炼和浇注过程中均会产生夹杂物，金属夹杂物依据其来源可以分为两大类：⑴外来夹杂物。

来源于炉衬、浇包耐火材料的侵蚀，熔渣或与空气反应形成的浮渣，型砂的冲蚀，或其它任何与金属熔体接触的材料的侵蚀；⑵内生夹杂物。

这类夹杂物是由金属熔体内的反应形成，如镁硫夹杂物。

镁硫夹杂物是由于球化处理过程中加入镁硅铁合金后在铁液内反应而形成。

2、夹渣产生的原因(1)硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分，因此尽可能降低含硅量；⑵硫：铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。

硫化物的熔点比铁液熔点低，在铁液凝固过程中，硫化物将从铁液中析出，增大了铁液的粘度，使铁液中的熔渣或金属氧化物等不易上浮。

因而铁液中硫含量太高时，铸件易产生夹渣。

球墨铸铁原铁液含硫量应控制在0.06%以下，当它在0.09%〜0.135%时，铸铁夹渣缺陷会急剧增加；⑶稀土和镁：近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而致，因此残余镁和稀土不应太高；(4)浇注温度：浇注温度太低时，金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度太高，不易上浮至表面而残留在金属液内；温度太高时，金属液表面的熔渣变得太稀薄，不易自液体表面去除，往往随金属液流入型内。

而实际生产中，浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一；⑸浇注系统：浇注系统设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型,力求避免飞溅及紊流；(6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它们可与金属液中的氧化物合成熔渣，导致夹渣产生；砂型的紧实度不均匀，紧实度低的型壁表面容易被金属液侵蚀和形成低熔点的化合物，导致铸件产生夹渣。

3、防止夹渣措施(1)控制铁液成分：尽量降低铁液中的含硫量(<006%),适量加入稀土合金(01%〜02%)以净化铁液，尽可能降低含硅量和残镁量；⑵熔炼工艺：要尽量提高金属液的出炉温度，适宜的静置，以利于非金属夹杂物的上浮、聚集。

扒干净铁液表面的渣子，铁液表面应放覆盖剂(珍珠岩、草木灰等)，防止铁液氧化。

。
，
， ， 、 。
后 坯 体 的性 能 ， 根 据 海 绵 网孔 及 尺 寸 大 小 的 不 同 通 过 需 变 频 器 来 调 节 选 择 合 适 的 辊 筒 转 速 还 可 通 过 问 距 调 节
，
３ 上 浆 设备耐 酸腐 蚀性 良好 若 机身 （ 尤其 是辊 简 ） 腐 蚀 而 生 锈 ， 迹 便 会 带 人 浆 料 中 而 造 成 后 期 的 产 被 锈
２ 泡 沫 陶瓷 上 浆工 序
（ 聚氨 酯 网状 多孔 海绵 ） 渍于配 好 的浆料 中 ， 浸 通过 手工 或机械设 备将 浆料均匀 地附着在 多孑 海绵 的网络上 同 Ｌ
时 ， 过 控 制 上 浆 后 的重 量 来 保 证 产 品 的通 孔 率 和 强 度 。 通
传 统 的 上浆 方 法是 把 多 孔 海绵 浸 渍 在 配好 的浆 料 中， 过操作人员 不断地揉捏 ， 通 使浆料 依附在 海绵的经络
善 干燥 后 坯 体质 量 及 产 品性 能 。
关 键词 ： 沫 陶 瓷 ； 辊 ； 浆 机 泡 多 上
在 海 绵 经 络 上 。此 方 法 的缺 点 是 劳 动 强 度 高 、 率 低且 浆 效 料 分 布不 均 匀 。目前 厂 家 采 用 较 多 的 是 机 械 上 浆 法 ， 大 但 随 着 有 色 金 属 铸 造 行 业 的 飞速 发 展 ， 沫 陶瓷 过 滤 板 多 上 浆 机 为 三 辊 上 浆 ，此 上 浆 机 在 操 作 过 程 中的 缺 陷是 泡 大 过 （ ） 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。据 ２ ｌ 器 得 ｏ ｏ年 的统 计数 据 ， 制 过 机 次 数 较 多 、 件 产 品 过 机 困 难 、 机 后 的 重 量 不 易 控 铝 制 等 。本 研 究 的 目 的在 于 提 供 一 种 能 够 较 好 地 解 决 此 类 品铸造有 约 ８０ ０ ０万 吨 的 产 量 ， 造 时 使 用 的 过 滤 板 （ ） 铸 器 ８ ％来 自国 内产 品 ，按 ｌ ， 沫 陶 瓷 过 滤 板 （ ）过 滤 问 题 的设 备 。 ０ ｍ 泡 器 １０ ｔ ５ ０ 铝水 ， 么 ２ １ 铝 行 业 对 氧 化 铝 泡 沫 陶 瓷 过 滤 板 那 ０ ０年 （ ） 需 求 量 约 为 ４３万 ｍ ， 个 数 字 确 实 令 人振 奋 器 的 － ， 这 随 着 国 内 Ｔ 业 的持 续 发 展 ，０ １ 对 泡 沫 陶 瓷 过 滤 ２１ 年 板 的需 求 还 将 进 一 步 增 加 。但 对 于 泡 沫 陶瓷 生 产 厂 家 而 泡 沫 陶瓷 的上 浆 特 点 在 于 其 载 体 为 多 孑 网状 聚 氨 酯 Ｌ 言 ， 进 泡 沫 陶 瓷 生 产 ＿ 艺 、 善 产 品 性 能 ， 为 企 业 争 海 绵 ， 改 ｒ 改 成 网孔呈三维立 体状 ， 图 １ 如 所示 。上浆 目的是将 配 夺 市 场 的 关 键 。上 浆 是 泡 沫 陶 瓷 生 产 过 程 中 的一 道 重 要 制 好 的浆 料 均 匀 地 挂 在 海 绵 网 孔 的 经 络 上 ， 图 ２所 示 。 如 下艺 ， 上浆 程度 的好 坏 直接影 响着陶瓷 过滤器产 品外观 、 通 孑 率 及 强 度 等性 能 。 谓 上 浆 ， 指将 泡 沫 陶 瓷 前 驱 体 Ｌ 所 是

新型陶瓷过滤器过滤净化对K417返回料组织性能的影响／董加胜等445新型陶瓷过滤器过滤净化对K417返回料组织性能的影响董加胜，曲文生，楼琅洪，孙晓峰(中国科学院金属研究所，沈阳110016)摘要铸造镍基高温合金K417返回料采用新型过滤器进行过滤净化处理，经洁净度实验证明该过滤器与传统单纯泡沫陶瓷过滤网相比，过滤效率有较大提高。

对过滤试样与未过滤试样的组织及力学性能检测对比，发现经过滤后的合金疏松明显减少、碳化物形态也由返回料的块状向新料的草书体状转变，合金高温塑性和高温持久性能有较大提升。

关键词钢液过滤器过滤夹杂物高温合金E f f ect of Fi l t r at i on Tr eat m ent on M i cr ost r uc t ur e a nd Pr oper t i esof R e cycl e d K417U si ng N ew T ype C er am i c Fi l t erD O N G J i asheng，Q U W ensheng，LO U Langhong，SU N X i aof eng(I ns t i t ut e of M et al R e sea r ch，C hi nes e A cad em y of S c i ence，Shenyang110016)A bs t ract T h e r ecyc l ed cas t N i—b as e sup er al l oy K417i S t r e at ed by a ne w t y pe ce r am i c f i l t er．T he pur i f i cat i ont es t s how s t hat t he ne w t yp e f i l t er，c om par ed w i t h t he t r adi ti onal ce ra m i c f i lt r at ion f oam，exhi bi t s a hi ghe r f i lt r at ion el-f i ci ency．B ef or e and af ter f i lt r at ion t r eat m ent，t he m i cr os t r uct ur e and m e chani ca l pr ope r t i es of t he spe ci m e n ar e con t r a s-t i v el y anal yzed．I t i s f ound t hat t he por os i t y of t he al l o y i s s i gni f i cant l y r e duced，t he m orphol o gy of car b i des c h a ng e s fr om t he bl ock t y pe i n r ever t ed al l o y t o t he C hi ne se s cr i pt t yp e i n vi r gi n al l oy，and t he duct i l i t y and cr eep r u pt ur e st r engt h of t he al l oy at el ev at ed t e m per at ur e ar e al so i m pr o ved．K e y w or ds l i q ui d s t eel f i l t er，f i l t r at i on，i ncl usi on，super al l oy影响高温合金返回料使用性能最重要的因素之一就是非金属夹杂物，在高温合金中夹杂物主要以氧化物和氮化物为主，它降低合金的高温塑性，增加产品废品率并成为疲劳裂纹源，缩短铸件使用寿命。

即使通过减小冒口颈尺寸加快冒口颈凝固， 也顶多能减少铸件被冷冒口抽吸的铁液量，略微 减轻其危害性，并不可能使冷冒口有补缩作用。
如果继续大幅度加大溢流冒口及冒口颈模 数，使其在冷却凝固过程中随温度动态变化晚于 铸件凝固，此时也许可以使冒口具有一定的补缩 作用，但其补缩效果也远远低于热冒口，且随着 冒口体积的加大，工艺出品率大幅降低，增加铸 件的生产成本。
收稿日期：2012-08-18
修定日期：2012-10-16
作者简介：赵学清（1963.06-），男，铸造专业本科毕业，研究员级
高工，目前主要从事铸铁材料及工艺的研究工作。
糊状凝固；（2）与灰铸铁相比，共晶团多易产生缩孔、缩松、断芯及气孔等缺 陷，如何消除该砂箱的铸造缺陷是重要课题之 一。
图 2 分型面进铁工艺 Fig.2 Casting method with introducing iron melt
at the parting line
图 3 砂箱铸件缩孔（采用冷冒口工艺铸造） Fig.3 The shrinkage cavity found in the molding
box cast with cold riser method
through multiple hot feeders
2012 / 6 现代铸铁 17
球 Nodular Iron 墨 铸 铁
压，这就要求砂型、砂芯及母砂箱具有较高的刚 度，以承受石墨化膨胀压力，防止由于型壁移动 而产生的缩孔、缩松缺陷[4]。
为提高型、芯刚度，在设计工艺时采取了以 下工艺措施：
为提高造型线生产能力和效率，2009 年，笔 者公司成功完成了 GF 造型线砂箱加大的改造 工程，新砂箱成为笔者公司铸造历史中质量最大 和结构最为复杂的球墨铸铁铸件（见图 1），其铸 造质量的好坏直接关系到公司日后的正常生产 和铸件品质。