铝合金熔体过滤净化技术

铝合金熔体过滤净化技术

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金属中的夹杂物、气体对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能等均有重大影响。有效地控制熔体的氧化夹杂物，以提高铸棒和轧板的质量已成为各国冶金、铸造及材料丁业共同追求的目标。目前广泛采用过滤净化方法去除铝合金熔体中的夹杂物。

１铝合金中夹杂物的形成

铝合金中的夹杂物一部分直接来自炉料，而大部分则是在熔炼和浇注过程中所形成的，主要是氧化物夹杂。在铸造前的所有夹杂物称为一次氧化夹杂，根据尺寸大小可分为两类：一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物，它使合金组织不连续，降低铸件的致密性，成为腐蚀的根源和裂纹源，从而明显降低合金的强度和塑性；另一类是细小的

弥散夹杂，这类夹杂物经过精炼也不能完全去除，它使金属熔体粘度增大，降低凝固时铝液的补缩能力。二次氧化夹杂物主要是在浇注过程中形成的，在浇注时，铝液和空气接触，氧与铝作用形成氧化夹杂物。铝合金在熔炼过程中与炉气中各种成分接触，生成AL2O3等化合物。铝液中的Al2O3会增加铝合余熔体的氢含量，所以，铝液中的AL2O3(含量对铝铸件中气孔的形成有很大的影响。

2 过滤净化方法

泡沫陶瓷过滤技术于20世纪70年代问世，在美国、加拿大、日本、法国、澳大利亚、瑞士等同家迅速得到广泛应用。采用泡沫陶瓷过滤板过滤口前是清除铝熔体中夹杂的最有效方法。

近年来，国内外还研究厂一些净化铝液的新技术，如真空动态处理、超声波连续去气净化和刚玉质陶瓷过滤器，收到了很好的效果。但这些工艺方法较为复杂，成本很高，难以在上业牛产中大量推广。至于金属过滤网、纤维布过滤，只能除去铝合金熔体中的大块夹杂，但对微米级以下的夹杂无法去除，而且金属滤网还会污染铝合金。采用泡沫陶瓷过滤板，能滤除细小夹杂物，显著提高铸件的力学性能和外观质量。

３过滤原理

泡沫陶瓷过滤板具有多层网络、多维通孔，孔与孔之间连通。过滤时，铝液携带夹杂物沿曲折的通道和孔隙流动，与过滤板泡沫状骨架接触时受到直接拦截、吸附、沉积等作用。当熔体在孔洞中流动时，过滤板通道是弯曲的，流经通道的熔体改变流动方向，其中的夹杂物与孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。

4 过滤板的使用和选择

泡沫陶瓷过滤板安装在炉口与分流盘之间的过滤箱里，过滤箱由“中耐五号”耐火材料制成，它能经过于行次激冷激热而不开裂，打着强度高、保温性能好等优点，是目前制作过滤箱、流槽等最好的材料过滤箱离分流盘越近越好，原因是这样能缩短铝液过滤后的流动距离而减少或避免氧化物的再次产生。铝液从炉口流出经过过滤箱，再通过流槽流八分流盘。过滤装置起动时，熔体过滤前后的落差约50mm，随着过滤时间的延长，过滤板表面和孔壁上夹杂物增加、过滤流量减小、前后蒋差增加，至铸造结束时，落

差增加至60—120n皿。选择过滤板必须根据铝液流量而定，其次，应考虑熔体的清洁度、夹杂物最高含量和熔体总通过量(见表1、表２)

过滤板的过滤效果主要山它的尺寸和孔隙度来保证，过滤板的孔隙越大，除渣效果越差，对于要求很严格的铝铸件，应选择孔隙小的过滤板。如选用4０~45孔／英寸(1 7707L／m)的过滤板。

5 过滤装置的设计

设计过滤装置时，应根据被选过掂板的规格，以及考虑炉口、分流盘的落差，必须保证过滤板在熔体铸造时浸没在铝液内。此外，还必须考虑到安装和拆卸很安全方便，在熔体铸造完后能把过滤箱内的铝液全部流完(见图1)。

6 过滤效果

实践证明，泡沫陶瓷过滤板是目前除去名熔体中的氧化夹杂的最有效工具。一般的纤维过滤只能除去大块夹杂，而泡沫陶瓷过滤板可同时滤除大块夹杂和细小夹杂物(见表3)