铸造过滤网发展史

      随着科技的发展和工业生产要求的提高,人们对铸件质量的要求日益严格,一些铸件不仅要求有合格的化学成分、金相组织、力学性能、而且要求具备优越的内在质量和外在质量。然而采用传统的铸造工艺和技术往往不能满足这些要求,其主要原因在于合金中大量的非金属夹杂物导致了各种铸造缺陷的发生。在铸造生产中,由于非金属夹杂物等铸造缺陷导致的铸件废品率一般高达废品总数的50%-60%。非金属及杂物的来源比较多。例如,当炉料不清洁时,会含有大量夹杂物,炉料中的水分会在熔炼过程中形成夹杂物;浇注系统设计不当,浇注系统及铸型强度不足、浇注工艺不合适造成砂型、砂芯的掉砂而形成夹杂;在孕育、脱硫、球化、合金化处理时,若工艺不当会造成夹杂物进入铸型;金属液与空气接触形成氧化夹杂。因此,为减少非金属夹杂物,人们不但应对配制合金的原材料进行严格控制,同事也必须在铸造工艺上采取有效措施净化金属液。过滤净化技术就是在这种情况下发展起来的。

      过滤技术应用于铸造生产已有几十年的历史,但最初仅仅是用钢丝网、带孔的钢板、多孔泥芯等简单的过滤网插入浇注系统中来滤除大块非金属夹杂物。从20世纪60年代初起,陆续出现了硅酸铝纤维质、玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维质等两维结构的过滤网,并在生产中得到应用,取得了一定效果。但是,这些过滤网只能通过机械筛分作用滤除金属液中的大块夹杂物和极少数小块夹杂物。硅酸铝纤维过滤网由于耐火度和强度均较低,只能用于非铁合金和小型铸件的过滤,难以长时间地承受高温金属液的冲击;过滤铸钢等高温合金液可采用钼丝质和氮化硼纤维质过滤网,但因其价格昂贵,应用受到限制,现在应用较多的是高硅氧玻璃纤维过滤网。20世纪70年代初,美国最先研制成功的烧结型多孔陶瓷过滤网,解决了耐火颗粒过滤网易漏粒和使用不便的问题,但和20世纪80年代初美国最先研制成功的直孔型蜂窝陶瓷过滤网一样,孔隙率仍较小,一般小于50%,金属液过流率相对较低.自从1978年铝合金用泡沫陶瓷过滤网首次研究成功以来,泡沫陶瓷过滤技术得到了迅速发展。泡沫陶瓷过滤网所具有的独特的三维连通曲孔网状骨架结构使其具有高达80%-85%的开口孔隙率,过滤效率高达95%,从而显著降低铸件废品率和焊补率。此外,还能简化浇注系统,改善金相组织,从而提高铸件工艺出品率和生产率,改善铸件内部质量、力学性能以及机械加工性能。因此,泡沫陶瓷过滤网具有良好的应用前景。

      21世纪以来,科技的发展和高质量铸件对过滤净化技术的要求进一步促进了耐火纤维过滤网、多孔陶瓷过滤网、泡沫陶瓷过滤网、蜂窝陶瓷过滤网的发展。同时,为满足各种金属的过滤净化技术要求,已开发出锆质、碳质、MgO质、硅胶质等高性能过滤网。另外,还开发出组合化试用的过滤网,如过滤网与冒口套的组合、过滤网与铸型内球化及孕育的组合、不通孔径过滤网的组合、直孔与泡沫陶瓷过滤网的组合等。

      在发达国家,各种材质、各种工艺、各种大小的铸件已普遍采用过滤网,大大提高了铸件的质量与工艺出品率。随着我国铸造技术和铸件质量的不断提高,人们对过滤技术认识的不断深入,过滤网已被越来越多的人所认同。目前,我国的泡沫陶瓷从科研到生产已基本形成体系,初具规模,并在镁合金、铝合金、铜合金以及铸铁等领域获得大规模的应用,取得了巨大的经济效益。

      随着过滤技术的进一步应用推广,过滤网的应用更加精细、灵活、方便、科学、精准,多层过滤技术以及过滤网的组合应用将不断完善和扩展。