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2022-03-11
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2021-06-26
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[分享] 现代铸造生产中过滤技术的应用

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发表于 2010-8-1 12:49:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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。+ E9 H! W5 `, H7 k7 E2 j$ c
    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
! e) p2 _' K8 L  S4 b    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% o( g. E; j6 S9 d+ C
    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,
/ K# X% F- `4 G+ p. n$ k5 r    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( r6 K+ N( y  G- C1 ]  B6 k" L
    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
+ G0 c3 t6 J: T0 C) v    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
! U3 z! P3 Z5 P7 B- a) }2 k2 }    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
& v6 `. P  L& i0 }+ }% K0 a+ }     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。/ |6 _: S, `- X$ x0 W3 ^1 |9 S2 k' O
    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/ N4 F4 H1 `% j6 y% ^
    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
/ q1 j. Q, J4 ?    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;# `6 x8 t0 t! Y& A. j. _
    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;
2 X& |/ D8 U1 W0 |- J    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;
9 A  d: R( D, e0 }    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。: \4 }( u  g5 _2 X1 x
    针对夹杂产生的原因,相应的消除这种缺点的方法主要有:& p; i* X: q+ ~, e
    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
9 S8 R* D. V  X, K    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
- e  c6 H; C- s1 ?+ u5 b    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;( U" ]& W. j- \1 j: N) Q
    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;4 p! l4 U4 u9 ^% _
    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
% T& d) W1 J! e- ^    6、其中过滤器是减少消除夹杂、气孔缺点最有效的措施。7 z! j& p- p5 v9 z" U
    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
+ U% g. {4 G+ C: n$ z5 C$ F    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
  U- G! ?0 d" H& r    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 q, B- j6 z5 h% @. ~' ^    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
% q. w: j3 O; T5 c; Y    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。% N' o. G$ `- r. k+ q+ ~0 C
    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! R- z, r' x* l. G2 R
    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
- M. `  g' g' @' b" M3 K# J( N    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. _4 Y) K, C0 k) b+ J
    以泡沫陶瓷过滤器为例,说明过滤机理:( _, g* }( p* j& ~) j
    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。
# B1 R9 z# ]2 t, I1 U# M4 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
, ~8 B; C( X0 ~% w4 t    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。* Y6 x% N$ z7 X( \! D
    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
* ], n# L# I& }7 T) p# g- v    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5 P) ^! I( X; D3 ^( p
    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。: S" D3 {" l4 f( ]/ Y* V' A
    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
0 q# f/ ]1 d8 v    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。
& L- B$ ?; A8 f9 [    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
0 R2 e, m( {; M) Z    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。
2 {; u8 R" N' ~0 L4 g/ r    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。
4 a: ^# T+ A5 @! y. [9 _    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
7 x5 y0 f5 E5 ?) s2 v0 s    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。
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