Keramikschaumfilter
Eine geschmolzene Aluminium-Filtrationsbox ist eine in den geschmolzene Metallströmungsweg integrierte feuerkundige Kammer (typischerweise zwischen dem Ofen und der Gusseinheit). Seine Kernkomponente ist aKeramikschaumfilter (CFF), Eine poröse Keramikplatte, die zum physischen Fangen von nichtmetallischen Einschlüssen (Verunreinigungen) als geschmolzenes Aluminium ausgelegt ist.
Dieses System ist eine kritische und Standard-Technologie in modernen Aluminiumgießereien und -fißgebäuden zur Herstellung hochwertiger, fehlerfreier Gussprodukte.
Zweck und warum es notwendig ist
Geschmolzenes Aluminium enthält immer feste Verunreinigungen, die genannt werdenEinschlüsse. Dazu gehören:
- Oxide:(Al₂o₃) aus der Oberflächenoxidation während des Schmelzens und der Übertragung.
- Spinel:Komplexe Oxide enthalten häufig Magnesium.
- Carbide:Aus Fehlschlägen oder Werkzeugen.
- Feuerfeste Partikel:Erosion aus Ofenauskästen und Mulden.
- Cluster:Agglomerationen dieser Partikel.
Wenn nicht entfernt, führen diese Einschlüsse zu:
- Schlechte Oberflächenbeschaffung.
- Reduzierte mechanische Eigenschaften (Stärke, Duktilität).
- Porosität und Mängel in Endprodukten.
- Katastrophaler Versagen in hochintegrierten Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt oder Automobilteilen.
Die CFF -Box ist die effizienteste und am weitesten verbreitete Methode, um diese Einschlüsse zu entfernen.
Schlüsselkomponenten des Filtrationssystems
Ein typisches System besteht aus drei Hauptteilen:
1. Die Filterbox (oder Filterfass):
- Eine robuste Stahlkiste, die stark mit feuerfestem Zement oder vor dem Cast refraktärer Paneele ausgekleidet ist.
- Entwickelt, um geschmolzenes Aluminium zu halten und thermischen Schock und chemische Korrosion zu widerstehen.
- Hat einen Einlassbrunnen (wo Metall eingeht) und ein Auslassbrunnen (wo gefiltertes Metall verlässt).
- Beinhaltet häufig ein Heizsystem (Gas oder Elektro), um das Einfrieren von Metall zu verhindern.
2. Der Keramikschaumfilter (CFF):
Das Herz des Systems. Es handelt sich um eine dreidimensionale, offene Schaumstruktur, die aus Materialien besteht, wie:
- Alumina (Al₂o₃)
- Zirkonia (Zro₂)
- Siliziumkarbid (sic)
Es ist durch seine gekennzeichnetPoren pro Zoll (PPI):
- 10-20 ppi:Grobe Filtration für Schruppenanträge.
- 30-50 ppi:Das häufigste Bereich für das allgemeine Casting (z. B. Extrusions -Billets, Gießereigots).
- 50-80 PPI:Fein Filtration für qualitativ hochwertige Produkte wie Luft- und Raumfahrtblatt, Folie und kritische Gussteile.
Die Filter sind spröde und müssen vor dem Gebrauch sorgfältig behandelt werden.
3. Die Filterdichtung und Dichtungssystem:
- Zwischen dem Filter und der Box-Kante befindet sich eine Hochtemperatur-Keramikpapierdichtung.
- AHaltestrahloder freche Klemme wird verwendet, um den Filter auf diese Dichtung nach unten zu drücken, wodurch ein Siegel erzeugt wird, das sich kräftigtalleDas geschmolzene Metall fließt durch den Filter, nicht um ihn herum.
Wie es funktioniert: Der Filtrationsprozess
Der Prozess ist in erster LinieTiefes Bettfiltrationmit zwei Hauptmechanismen:
1. mechanisches Sieben:
Große Einschlüsse und Cluster werden auf der Oberfläche des Filters physisch blockiert, da sie größer sind als die Porenöffnungen des Filters. Dies ist die Anfangsphase.
2. Tiefenfiltration:
Wenn sich ein Kuchen von Einschlüssen auf der Oberfläche aufbaut, wird es selbst zu einer Filterschicht.
Kleinere Einschlüsse sind gefangeninnerhalbDas komplexe dreidimensionale Netzwerk der Zellen des Filters durch Mechanismen von:
- Abfangen:Partikel berühren und haften an den Filterwänden.
- Brownsche Diffusion:Sehr feine Partikel driften und kollidieren mit den Zellwänden.
- Gravitationssedimentation:Partikel setzen sich an Zellwänden ab.
- Trägheit Impaction:Partikel können nicht dem gewundenen Strömungsweg folgen und das Keramikmaterial beeinflussen.
Diese Kombination bietet eine extrem hohe Filtrationseffizienz von> 95%.
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