在鑄造生產中，由於非金屬夾雜物等鑄造缺陷導致的鑄件廢品一般占廢品總數的50%～60%.采用金屬液過濾器技術可以有效地減少或消除其中的各種非金屬夾雜物，淨化液態鑄造合金。
泡沫陶瓷過濾器（CFF，即CeramicFoamFilter）是采用聚氨酯泡沫塑料為載體，經過水解後將他浸入到由陶瓷粉末、黏結劑、助燒結劑、懸浮劑等製成的塗料中，然後擠掉多餘塗料，使陶瓷塗料均勻塗敷於載體骨架成為坯體，再把坯體烘幹並經高溫焙燒而成。
1過濾機理泡沫陶瓷過濾器通過對金屬液的3種物理化學作用，分離液態鑄造合金中的夾雜物，達到淨化金屬液的效果[45].1）濾餅機製：複fu雜za的de泡pao沫mo陶tao瓷ci結jie構gou，可ke以yi高gao效xiao率lv地di機ji械xie擋dang渣zha，當dang金jin屬shu液ye通tong過guo結jie構gou複fu雜za的de泡pao沫mo陶tao瓷ci過guo濾lv器qi時shi，通tong過guo過guo濾lv介jie質zhi的de機ji械xie分fen離li作zuo用yong，把ba大da於yu過guo濾lv器qi表biao麵mian孔kong眼yan的de夾jia雜za物wu濾lv除chu，並bing使shi之zhi沉chen澱dian在zai過guo濾lv器qi液ye態tai金jin屬shu流liu入ru端duan，成cheng為wei過guo濾lv器qi的de一yi個ge組zu成cheng部bu分fen。隨sui著zhe夾jia雜za物wu在zai過guo濾lv器qi表biao麵mian上shang堆dui積ji數shu量liang的de增zeng多duo，逐zhu漸jian形xing成cheng了le一yi層ceng“濾餅”，shijinshuyeliudaojinyibubianxi，yinerxinzengdeguolvjiezhibiaomiankeyilvchugengweixixiaodejiazawu，yucitongshi，jiezhineibuyeyouguolvzuoyong，zaiguanchuanyutaocitidezhongduoxiaokongzhong，youdechengxianweixiaoxiafeng，youdecunzaisijiao，zhexiebianhuabutongdequyudoushijiehuojiazawudekenengweizhi，guolvqineibuyecunzai“濾餅”效應。
2）表麵效應：當(dang)金(jin)屬(shu)液(ye)流(liu)經(jing)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za)的(de)陶(tao)瓷(ci)體(ti)時(shi)，被(bei)分(fen)割(ge)成(cheng)許(xu)多(duo)細(xi)小(xiao)的(de)流(liu)股(gu)，增(zeng)大(da)了(le)金(jin)屬(shu)液(ye)中(zhong)夾(jia)雜(za)物(wu)與(yu)過(guo)濾(lv)介(jie)質(zhi)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)及(ji)接(jie)觸(chu)幾(ji)率(lv)，由(you)於(yu)過(guo)濾(lv)器(qi)表(biao)麵(mian)是(shi)極(ji)微(wei)小(xiao)的(de)凸(tu)凹(ao)麵(mian)，凹(ao)塊(kuai)尺(chi)寸(cun)約(yue)為(wei)1～10μm，對夾雜物有靜電吸附和黏附截流作用。
3）整流效應：金屬液流過泡沫陶瓷過濾器時，被分割成許多細小單元的流股，其直徑較小，從而使雷諾數（Re=vd/r）變bian小xiao，使shi液ye流liu趨qu於yu層ceng流liu運yun動dong。當dang金jin屬shu液ye處chu於yu層ceng流liu狀zhuang態tai時shi，由you於yu熔rong融rong金jin屬shu液ye的de密mi度du遠yuan大da於yu夾jia雜za物wu的de密mi度du，因yin而er使shi夾jia雜za物wu有you充chong分fen的de時shi間jian上shang浮fu除chu去qu，也ye即ji泡pao沫mo陶tao瓷ci過guo濾lv器qi能neng輔fu助zhu橫heng澆jiao道dao擋dang渣zha。澆jiao注zhu係xi統tong中zhong放fang置zhi過guo濾lv器qi後hou，金jin屬shu液ye流liu動dong的de助zhu力li增zeng加jia，在zai橫heng澆jiao道dao中zhong流liu動dong的de金jin屬shu液ye容rong易yi形xing成cheng充chong滿man運yun動dong，並bing使shi流liu速su降jiang低di，有you利li於yu夾jia雜za物wu上shang浮fu，並bing滯zhi留liu在zai橫heng澆jiao道dao頂ding麵mian。
2泡沫陶瓷的應用2.1鋁(lv)合(he)金(jin)鑄(zhu)造(zao)過(guo)濾(lv)鋁(lv)合(he)金(jin)在(zai)熔(rong)化(hua)和(he)形(xing)成(cheng)鑄(zhu)件(jian)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，容(rong)易(yi)吸(xi)收(shou)氣(qi)體(ti)和(he)混(hun)入(ru)非(fei)金(jin)屬(shu)雜(za)物(wu)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)鑄(zhu)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和(he)加(jia)工(gong)性(xing)能(neng)。目(mu)前(qian)研(yan)製(zhi)成(cheng)功(gong)的(de)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)片(pian)為(wei)鋁(lv)合(he)金(jin)鑄(zhu)件(jian)生(sheng)產(chan)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)、高gao效xiao率lv的de過guo濾lv器qi。不bu同tong於yu通tong常chang的de單dan層ceng鑽zuan孔kong篩shai板ban和he玻bo璃li纖xian維wei篩shai網wang，而er是shi有you著zhe多duo層ceng網wang絡luo和he彎wan曲qu的de通tong孔kong，能neng充chong分fen地di濾lv除chu鋁lv合he金jin熔rong體ti中zhong的de細xi小xiao非fei金jin屬shu夾jia雜za物wu，從cong而er提ti高gao了le鑄zhu件jian的de質zhi量liang。泡pao沫mo陶tao瓷ci過guo濾lv片pian用yong於yu鋁lv合he金jin熔rong體ti的de過guo濾lv，通tong常chang選xuan用yong堇jin青qing石shi質zhi，網wang眼yan尺chi寸cun為wei0.8～1.0mm.西安飛機製造公司采用（90mm×80mm×20mm）泡沫陶瓷濾片，使油泵彎管頭、離合器殼、變扭器殼體等鑄件的合格率提高了40%～70%，僅此一項，就為該公司每年新增產值200萬元，實現利稅30萬元。
2.2銅合金鑄造過濾有色金屬熔體（黃銅、青銅、鋅、錫）在(zai)鑄(zhu)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，同(tong)樣(yang)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)氧(yang)化(hua)和(he)非(fei)金(jin)屬(shu)雜(za)物(wu)，出(chu)現(xian)大(da)量(liang)的(de)廢(fei)品(pin)，若(ruo)采(cai)用(yong)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)濾(lv)片(pian)可(ke)大(da)大(da)降(jiang)低(di)廢(fei)品(pin)率(lv)。過(guo)濾(lv)銅(tong)合(he)金(jin)熔(rong)體(ti)通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)堇(jin)青(qing)石(shi)質(zhi)，網(wang)眼(yan)尺(chi)寸(cun)為(wei)1.0～1.2mm.2.3鋼鐵鑄造過濾泡沫陶瓷同樣適用於球磨鑄鐵、合金鋼、不鏽鋼等高溫合金的鑄造過濾。鋼鐵合金比重較大，熔點高，要求泡沫陶瓷的高溫強度、軟化溫度以及抗熱衝擊性都要比過濾鋁、銅高。通常選用氧化鋁和碳化矽質的泡沫陶瓷過濾片，濾片的網眼尺寸為2～3mm.2.4汽(qi)車(che)尾(wei)氣(qi)淨(jing)化(hua)處(chu)理(li)器(qi)催(cui)化(hua)劑(ji)載(zai)體(ti)隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，汽(qi)車(che)尾(wei)氣(qi)排(pai)放(fang)已(yi)成(cheng)為(wei)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)的(de)主(zhu)要(yao)來(lai)源(yuan)。由(you)於(yu)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)具(ju)有(you)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)高(gao)、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度，已廣泛作為汽車尾氣催化淨化器載體使用。將泡沫陶瓷汽車尾氣催化淨化器安裝在汽油車排氣管中，可以使汽油車排出的CO，HC，NOx有害氣體轉化成CO2，H2O，N2，轉化率可達90%以上；用在柴油車上，碳粒淨化率在50%以上。當泡沫陶瓷濾芯積滿碳粒時，可以采用催化氧化法或電控燃燒法再生，不斷消除沉積的碳粒，達到長期使用的目的。
2.5其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)在(zai)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)，泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)熱(re)輻(fu)射(she)特(te)性(xing)，被(bei)用(yong)於(yu)強(qiang)化(hua)傳(chuan)熱(re)和(he)多(duo)孔(kong)介(jie)質(zhi)的(de)燃(ran)燒(shao)技(ji)術(shu)中(zhong)，效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu)。泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)光(guang)觸(chu)媒(mei)載(zai)體(ti)，在(zai)泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)載(zai)體(ti)上(shang)塗(tu)覆(fu)納(na)米(mi)二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)，受(shou)紫(zi)外(wai)線(xian)激(ji)發(fa)，具(ju)有(you)強(qiang)烈(lie)的(de)光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)降(jiang)解(jie)特(te)性(xing)，可(ke)催(cui)化(hua)降(jiang)解(jie)有(you)機(ji)物(wu)和(he)微(wei)生(sheng)物(wu)，從(cong)而(er)淨(jing)化(hua)空(kong)氣(qi)。泡(pao)沫(mo)陶(tao)瓷(ci)還(hai)可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)化(hua)工(gong)塔(ta)填(tian)料(liao)，布(bu)氣(qi)材(cai)料(liao)，煤(mei)氣(qi)灶(zao)節(jie)能(neng)燃(ran)燒(shao)板(ban)等(deng)。
綜上所述，泡沫陶瓷的應用將會給現代工業和現代生活帶來極大的經濟和社會效益。由於泡沫陶瓷使用方便、價格便宜、zhizaogongyijiandan，tongguocaizhidexuanzehegongyikongzhi，keyizhichengshiheyubutongyongtudepaomotaocichanpin。juyouyouliangtexingdepaomotaociyibeiyuelaiyueduoderensuorenshi，tajiangguangfanyingyongyuyejin、化工、環保、節能、醫學、電子等領域，前景十分廣闊。
3試shi驗yan結jie果guo在zai泡pao沫mo陶tao瓷ci材cai料liao方fang麵mian，本ben試shi驗yan室shi也ye開kai展zhan了le一yi些xie研yan究jiu工gong藝yi。主zhu要yao是shi通tong過guo試shi驗yan驗yan證zheng各ge種zhong工gong藝yi參can數shu對dui泡pao沫mo陶tao瓷ci過guo濾lv器qi性xing能neng的de影ying響xiang，找zhao出chu更geng加jia合he理li的de、完善的工藝參數，以提高過濾器性能和生產出過濾溫度更高的、過濾鋼液及高溫合金的氧化鋯基泡沫陶瓷過濾器。試驗結果表明：1）ZrO2基泡沫陶瓷過濾器的製備應選用80%的磷酸二氫鋁水溶液作黏結劑；2）ZrO2基泡沫陶瓷過濾器（燒結助劑為Al2O3）的陶瓷粉料最佳比例為：w（ZrO2）=80%，w（Al2O3）=20%；3）泡沫陶瓷的抗壓強度隨Al2O3含量的增加而增大，但當Al2O3含量達到10%時抗壓強度增長緩慢；4）泡沫陶瓷的抗彎強度隨Al2O3含量的增加而增大，但當Al2O3含量達到20%時抗彎強度出現峰值，之後隨Al2O3含量的增加而減小；5）燒結過程中的升溫製度是關鍵，應采用慢速升溫製度。燒結速率如下：500℃以下1～2℃/min；500℃以上為3℃/min.4泡沫陶瓷過濾器的發展趨勢如前所述，近20nianlai，jingguozhuzaogongzuozhedenuli，paomotaociguolvqijiqizaiyetaizhuzaohejinguolvlingyudeyingyongyidedaolechangzudefazhan。jubuwanquantongji，guoneiqijinyiyoujin10條泡沫陶瓷過濾器生產線投入生產，年生產總量已達數百萬片。但據測算，我國鑄造行業的潛在年需求量約1億片左右。因此，在新的世紀，泡沫陶瓷過濾器的研究、生產和應用推廣工作尚需繼續加強，而且工作重點應放在以下幾個方麵：1）開發生產燒結溫度低、燒結時間短的新型低成本泡沫陶瓷過濾器；2）開發生產適用於各種活性合金、高溫物理化學性能穩定的新型泡沫陶瓷過濾器；3）開發生產適用於熔模鑄造、金屬型鑄造等特種鑄造工藝的異形泡沫陶瓷過濾器；4）深入研究泡沫陶瓷過濾器的過濾淨化機製和對金屬凝固過程的影響機製；5）係統研究泡沫陶瓷過濾器的應用技術，包括孔徑和厚度的選擇、安放方式和澆鑄係統的設計、澆鑄溫度和速度及金屬液壓頭的控製等；6）開展泡沫陶瓷過濾器的係列化和標準化工作。 |