1泡沫陶瓷過濾器的使用原則
泡沫陶瓷過濾器放置在澆注系統(tǒng)中的位置:直澆道下端、橫澆道、內(nèi)澆道、澆口杯。使用原則:①安放位置越靠近鑄件型腔越好,降低二次氧化的幾率;②澆注系統(tǒng)的設計以簡單為好,可不考慮其它擋渣措施,這樣可提高砂型的利用率和工藝出品率;③過濾器工作面積應為澆注系統(tǒng)阻流截面的4~6倍,以確保澆注速度不受影響;④根據(jù)鑄造合金的種類及澆注溫度選用相應的過濾器,不應超溫使用;⑤選擇合適的孔徑,真正起到過濾效果;⑥不能用過濾器來控制澆注速度。
2泡沫陶瓷過濾器的孔徑選擇
泡沫陶瓷過濾器的孔徑選擇應根據(jù)所要過濾的金屬液的性質(zhì)而定。過濾粘而稠、流動性差、雜質(zhì)顆粒較大的金屬液,應選擇較大孔徑的過濾器;過濾流動性好、較稀的金屬液,應選擇較小孔徑的過濾器。孔徑過大,不能起到過濾的作用;孔徑過小,有可能造成過濾器過早堵塞,導致過濾中途終止,甚至不能過濾,這一點對球墨鑄鐵尤為重要。
泡沫陶瓷過濾器孔徑選擇的一般原則:孔尺寸規(guī)格為10ppi的可用于球墨鑄鐵件、大型灰鑄鐵件、鑄鋼件;孔尺寸規(guī)格為20ppi的用于可鍛鑄鐵件、小型灰鑄鐵件、有色合金鑄件;孔尺寸規(guī)格為30ppi的用于銅合金鑄件、鋁合金鑄件。
3過濾器過濾能力計算
應充分考慮每片過濾器的過濾流量,流量過小,過濾器過濾流量不能滿足過濾金屬液的總量要求,導致過濾堵塞;流量過大,會造成不必要的浪費,增加生產(chǎn)成本。每片過濾器的過濾流量是有限的,通常對小于100kg的鑄件可考慮放置一塊過濾器,放在直澆道的底部即可。但對于大鑄件,則必須考慮放置兩片或多片過濾器,通常放在橫澆道或內(nèi)澆道中。
相同網(wǎng)孔孔徑的過濾器,過濾不同的金屬液,其過濾能力有所不同,以10ppidrL徑的過濾器為例,單位面積過濾能力分別為:對于灰鑄鐵為2.0kg/cm,球墨鑄鐵為1.0-2.0kg/cm,對于普通碳鋼、低合金鋼為1.5-0kg/cm,不銹鋼、高錳鋼為2.0~4.0kg/cm。網(wǎng)孔規(guī)格每下降10ppi,過濾能力下降20%~30%。只要計算出過濾器的有效使用面積,再乘以單位面積過濾能力,既可得出每片過濾器過濾金屬液的總量范圍。
實際應用中,金屬液的種類和總量往往已經(jīng)確定,只是過濾器孔徑和外形尺寸需要選擇,過濾器的有效過濾面積s可通過下式計算:
S=G/R
式中:G為需過濾的金屬液的總量;R為過濾器的單位面積過濾能力,R可取中下限,以保證過濾器留有一定的保險系數(shù)。將5折算成相應形狀的長、寬或直徑,即可確定所需過濾器的尺寸。
4泡沫陶瓷過濾器厚度的選擇
為使泡沫陶瓷過濾器充分發(fā)揮過濾作用,并提高耐高溫金屬液的沖擊能力,選擇泡沫陶瓷過濾器必須保證一定的厚度,否則很可能造成過濾器熔穿。對于鋁合金等輕質(zhì)合金的小型鑄件可以選擇≤15mm厚的泡沫陶瓷過濾器,對于有色合金的大型鑄件應選用20~25mm厚的泡沫陶瓷過濾器,對于鑄鐵件一般選用22mm厚的泡沫陶瓷過濾器,對于鑄鋼件一般選用>t25mm厚的泡沫陶瓷過濾器。
泡沫陶瓷過濾器雖然過濾效果好,不污染金屬合金,但如果選用不合適,不但不能起到應有的過濾作用,反而會給生產(chǎn)帶來負面影響。泡沫陶瓷過濾器如果熔穿的話,會人為的造成添渣,致使產(chǎn)品報廢。泡沫陶瓷過濾器過濾后解剖效果對比見圖1。
5泡沫陶瓷過濾器材質(zhì)的選擇
由于鑄造合金的澆注溫度不同,應選用相應耐火性能的泡沫陶瓷過濾器。根據(jù)不同的鑄造合金和澆注溫度選擇不同材質(zhì)的泡沫陶瓷過濾器原則:鑄鋼件一般選用氧化鋯質(zhì)的過濾器,鑄鐵件和鑄銅件一般選用碳化硅質(zhì)的過濾器,而鋁合金一般選用氧化鋁質(zhì)的過濾器,鎂合金一般選用氧化鎂質(zhì)的過濾器,見表1。
6在澆道中的放置形式泡沫陶瓷過濾器的幾種典型放置方法見圖2。
在直澆道中放置過濾器一般用于每箱單件、橫澆道較短、單箱鑄件總重小于200kg的鑄型;在橫澆道中放置過濾器一般用于一箱多件、橫澆道較長、鑄件重量較大、需放兩片以上過濾器的鑄型;在內(nèi)澆道中放置過濾器一般用于鑄件重量較大、橫澆道較長、設多個內(nèi)澆道的鑄型。無論采用哪種放置形式,澆注時都應盡量在短時間內(nèi)使金屬液充滿澆道,這樣既可以減輕對過濾器的沖擊,避免金屬液長時間直接沖擊過濾器,同時還可以使金屬液的流動變得平穩(wěn),減少卷入氣體的傾向。為避免金屬液產(chǎn)生紊流,澆注系統(tǒng)一般采用半封閉和開放式的澆注系統(tǒng),使金屬液的流動更加平穩(wěn)。