1泡沫陶瓷過(guò)濾器的使用原則
泡沫陶瓷過(guò)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(shè)計(jì)以簡(jiǎn)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(guò)濾器工作面積應(yīng)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(yīng)的過(guò)濾器,不應(yīng)超溫使用;⑤選擇合適的孔徑,真正起到過(guò)濾效果;⑥不能用過(guò)濾器來(lái)控制澆注速度。
2泡沫陶瓷過(guò)濾器的孔徑選擇
泡沫陶瓷過(guò)濾器的孔徑選擇應(yīng)根據(jù)所要過(guò)濾的金屬液的性質(zhì)而定。過(guò)濾粘而稠、流動(dòng)性差、雜質(zhì)顆粒較大的金屬液,應(yīng)選擇較大孔徑的過(guò)濾器;過(guò)濾流動(dòng)性好、較稀的金屬液,應(yīng)選擇較小孔徑的過(guò)濾器。孔徑過(guò)大,不能起到過(guò)濾的作用;孔徑過(guò)小,有可能造成過(guò)濾器過(guò)早堵塞,導(dǎo)致過(guò)濾中途終止,甚至不能過(guò)濾,這一點(diǎn)對(duì)球墨鑄鐵尤為重要。
泡沫陶瓷過(guò)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(guò)濾器過(guò)濾能力計(jì)算
應(yīng)充分考慮每片過(guò)濾器的過(guò)濾流量,流量過(guò)小,過(guò)濾器過(guò)濾流量不能滿足過(guò)濾金屬液的總量要求,導(dǎo)致過(guò)濾堵塞;流量過(guò)大,會(huì)造成不必要的浪費(fèi),增加生產(chǎn)成本。每片過(guò)濾器的過(guò)濾流量是有限的,通常對(duì)小于100kg的鑄件可考慮放置一塊過(guò)濾器,放在直澆道的底部即可。但對(duì)于大鑄件,則必須考慮放置兩片或多片過(guò)濾器,通常放在橫澆道或內(nèi)澆道中。
相同網(wǎng)孔孔徑的過(guò)濾器,過(guò)濾不同的金屬液,其過(guò)濾能力有所不同,以10ppidrL徑的過(guò)濾器為例,單位面積過(guò)濾能力分別為:對(duì)于灰鑄鐵為2.0kg/cm,球墨鑄鐵為1.0-2.0kg/cm,對(duì)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(guò)濾能力下降20%~30%。只要計(jì)算出過(guò)濾器的有效使用面積,再乘以單位面積過(guò)濾能力,既可得出每片過(guò)濾器過(guò)濾金屬液的總量范圍。
實(shí)際應(yīng)用中,金屬液的種類和總量往往已經(jīng)確定,只是過(guò)濾器孔徑和外形尺寸需要選擇,過(guò)濾器的有效過(guò)濾面積s可通過(guò)下式計(jì)算:
S=G/R
式中:G為需過(guò)濾的金屬液的總量;R為過(guò)濾器的單位面積過(guò)濾能力,R可取中下限,以保證過(guò)濾器留有一定的保險(xiǎn)系數(shù)。將5折算成相應(yīng)形狀的長(zhǎng)、寬或直徑,即可確定所需過(guò)濾器的尺寸。
4泡沫陶瓷過(guò)濾器厚度的選擇
為使泡沫陶瓷過(guò)濾器充分發(fā)揮過(guò)濾作用,并提高耐高溫金屬液的沖擊能力,選擇泡沫陶瓷過(guò)濾器必須保證一定的厚度,否則很可能造成過(guò)濾器熔穿。對(duì)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(guò)濾器,對(duì)于有色合金的大型鑄件應(yīng)選用20~25mm厚的泡沫陶瓷過(guò)濾器,對(duì)于鑄鐵件一般選用22mm厚的泡沫陶瓷過(guò)濾器,對(duì)于鑄鋼件一般選用>t25mm厚的泡沫陶瓷過(guò)濾器。
泡沫陶瓷過(guò)濾器雖然過(guò)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(yīng)有的過(guò)濾作用,反而會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響。泡沫陶瓷過(guò)濾器如果熔穿的話,會(huì)人為的造成添渣,致使產(chǎn)品報(bào)廢。泡沫陶瓷過(guò)濾器過(guò)濾后解剖效果對(duì)比見(jiàn)圖1。
5泡沫陶瓷過(guò)濾器材質(zhì)的選擇
由于鑄造合金的澆注溫度不同,應(yīng)選用相應(yīng)耐火性能的泡沫陶瓷過(guò)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(guò)濾器原則:鑄鋼件一般選用氧化鋯質(zhì)的過(guò)濾器,鑄鐵件和鑄銅件一般選用碳化硅質(zhì)的過(guò)濾器,而鋁合金一般選用氧化鋁質(zhì)的過(guò)濾器,鎂合金一般選用氧化鎂質(zhì)的過(guò)濾器,見(jiàn)表1。
6在澆道中的放置形式泡沫陶瓷過(guò)濾器的幾種典型放置方法見(jiàn)圖2。
在直澆道中放置過(guò)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(guò)濾器一般用于一箱多件、橫澆道較長(zhǎng)、鑄件重量較大、需放兩片以上過(guò)濾器的鑄型;在內(nèi)澆道中放置過(guò)濾器一般用于鑄件重量較大、橫澆道較長(zhǎng)、設(shè)多個(gè)內(nèi)澆道的鑄型。無(wú)論采用哪種放置形式,澆注時(shí)都應(yīng)盡量在短時(shí)間內(nèi)使金屬液充滿澆道,這樣既可以減輕對(duì)過(guò)濾器的沖擊,避免金屬液長(zhǎng)時(shí)間直接沖擊過(guò)濾器,同時(shí)還可以使金屬液的流動(dòng)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(kāi)放式的澆注系統(tǒng),使金屬液的流動(dòng)更加平穩(wěn)。