芯型金属液过滤器简介

<正> 金属熔体净化工艺,是在铸造过程中滤除金属熔体中的非金属夹渣物,使其净化的新工艺。目前,国内外使用的净化金属熔体的过滤器,有型砂捣制的过滤器、耐火材料烧结的芯型过滤器、泡沫陶瓷过滤器、过滤网、颗粒过滤器、杯隙过滤器等。本文就芯型过滤器的情况作以下介绍。     

锌合金的过滤净化

比较几种去除锌合金有害夹杂物的方法,指出过滤方法具有较好的净化效果。介绍了用泡沫陶瓷过滤大流量锌。铝金属熔体以及用颗粒状过滤器过滤地埚中锌、铝合金的实例。     

旋转磁场下铀中夹杂物运动行为模拟与实验研究

开展了旋转磁场对金属铀的净化模拟以及实验研究。采用了带芯柱形与无芯柱形两种坩埚,对比分析了铀熔体中夹杂物的迁移与聚合长大,并对电磁净化实验工艺进行了优化。由熔体流场速率分布以及夹杂物的迁移与碰撞模拟结果和实验结果分析可知,夹杂物在旋转磁场作用下能够发生碰撞聚合长大,碰撞聚合主要集中在铀熔体芯部区域。添加坩埚芯促进了熔体中夹杂物碰撞与聚合长大,使之更易上浮去除。采用旋转磁场净化金属铀,带芯柱形坩埚熔体中夹杂物碰撞聚集效果与杂质去除效果明显优于无芯柱形坩埚。     

放置过滤器浇注系统的设计

综述了常用的网型、芯型、泡沫陶瓷过滤器的研究和应用情况。指出应根据过滤器类型，确定其在浇注系统中的安放位置并相应改变该处的结构和截面积，以便在使用过滤器净化金属的同时，保证充型速度不变。     

流动产生真空在液态金属过滤中的作用

在分析液态金属过滤机理的基础上，提出净化主要是靠液态金属流经过滤介质时出现的真空，使气体及夹杂物析出并随真空泡一起浮出熔体附着在过滤器上。由此提出铸型放置应使水平截面积最大，过滤器与直浇道的流通比为１～２，尽量减小浇注阻力，增加浇注速度，稳定和提高直浇道压头，滤孔间保持一定距离，过滤器厚度为孔径３～４倍及在出流孔口制成６°的扩张角等提高过滤效率的措施。     

高频磁场电磁净化试验研究及净化时间的计算

为了更准确的分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,本文采用定点加入的方法进行了电磁净化试验研究.结果表明,在磁场频率为20000Hz的试验条件下,当磁感应强度达到0.1T时,尺寸在5 μm的非金属夹杂物在电磁排斥力的作用下从距离熔体表面3 mm位置处开始运动,30 s后可以运动到达熔体表面;对铝合金中非金属夹杂物电磁净化时间进行了计算.     

电熔剂去除金属熔体中夹杂物的机理及效率分析

提出了电熔剂净化金属熔体技术,利用电流通过细束金属流时产生的电磁挤压力去除非金属夹杂物.采用活塞流模型,对夹杂物净化效率进行了理论计算.结果表明,增加电流强度、降低金属液流速、降低流束直径可以提高夹杂物去除效率,而降低流束直径还可以缩短夹杂物迁移距离,因此对提高夹杂物去除效果更为有利.采用含碳化硅铝熔体进行了验证实验,证明施加电流能使非金属夹杂物迁移至铝熔体表面.理论计算和实验证明夹杂物的电磁迁移是电熔剂净化技术中的主要机理.     

高频磁场电磁净化模拟

为了更准确地分析高频交变电磁场对金属熔体中的非金属夹杂物的去除效果,分别利用硅含量为18%、12.6%和10%3种铝硅合金所生成的尺寸为100、50和10μm的硅块来模拟非金属夹杂物以进行电磁净化实验研究.实验证明:生成的硅块可以更好地模拟金属液中单个的非金属夹杂物;施加电磁场后发现,电磁挤压力对单个尺寸在100和50 μm的非金属夹杂物的去除效果明显,同时也可以去除10 μm左右的非金属夹杂物.     

信息苑

在输送液态金属的管道内进行过滤的方法和装置(　法　国　专　利　 )介绍一种在输送铝熔体的管道内进行过滤铝的方法 ,其中包括往其净化和除气处理室内输入熔体。该方法的特点是将经过除气的熔体在压力下输入由多孔材料制成的过滤器 ,再把通过过滤器的材料排出 ,并把剩余的没有过滤的部分熔体返回处理室进行过滤。将熔体沿切线送入提速的过滤器进行净化。〔吕政堂供稿〕利用电磁场对熔体进行搅拌的方法和装置(　美　国　专　利　 )介绍一种在有耐火内衬的容器内对熔融金属进行搅拌的方法。电磁场源位置在容器底部。研究了感应器的配置方法及…     

略谈金属熔体过滤器的分类

简要介绍了国内外已有的金属熔体过滤器并提出金属熔体过滤器的分类方案。     

铜合金过滤技术的探讨

本文对铜合金过滤技术及过滤机理进行了分析和探讨,结果表明,各种形式的过滤器都可以去除铜合金熔体中的夹杂物及气体,从而减少疏松和气孔,改变金相组织,使晶粒细化,提高了铜合金铸件的机械性能和气密性;研究发现,对铸造过滤来说,由于熔体中夹杂物含量一般很少,不可能产生滤饼过滤机制,机械拦截、深吸附过滤和过滤元件的筛分作用及促使横浇道充满流动是捕获夹杂的主要机制。     

硫代硫酸钠模拟制备大型复合铸锭工艺研究

在锭模中预置轧制或锻造过的芯材,依靠低温芯材吸收金属熔体凝固过程中释放的部分热量,可以显著提高金属熔体的凝固速度和形核率,从而改善铸锭内部组织,尤其针对大型钢锭,效果更加显著。以硫代硫酸钠熔体为凝固介质,以固体硫代硫酸钠圆棒为芯材,进行了复合浇铸试验。结果表明,在熔体中加入固体芯棒显著提高熔体的凝固速率,凝固时间为30 min时,加芯棒时凝固速率为6.8 g/min,未加芯棒时凝固速率为4.6 g/min。凝固时间达到53 min时,凝固速率基本相等,加芯棒铸锭的凝固百分数达到62%,未加芯棒铸锭的凝固百分数只有37%。另外,加入芯棒后,铸锭心部平均晶粒尺寸由5.33 mm细化到2.66 mm,铸锭心部质量明显提高,铸锭缩孔体积减小5.4%。     

利用旋转磁场去除铝熔体中的夹杂物颗粒

研究了旋转磁场去除液态铝合金熔体中夹杂物颗粒的效果.将铝硅过共晶合金凝固过程中析出的初生硅颗粒视为夹杂物颗粒.采用旋转磁场,研究了密度比周围铝熔体密度大的初生硅夹杂物颗粒在旋转磁场下的分布规律.利用光学显微镜和数码相机对凝固试样的宏观及微观组织进行观察.实验结果表明:旋转磁场可以有效去除液态铝合金熔体中的夹杂物颗粒,并且旋转磁场的除杂效果随着磁场频率的增大而显著增加.因此旋转磁场提供了一种高效的金属熔体净化的方法.     

铸件夹杂物的主要来源对比研究

研究了铸件夹杂物的来源和形成方式。结果表明,夹杂物的来源主要是浇包包衬在高温金属液熔蚀下形成的熔渣,随流进入型腔而形成的。浇包采取各种挡渣方式,只能防止漂浮在金属液上面的渣滓。浇包包衬应采用比炉衬耐火度更高的耐火材料才可以减少熔蚀。在浇道系统上设置金属液过滤器可以起到一定的阻渣作用。     

熔模铸造的过滤技术研究

研究了在熔模铸造中净化碳钢钢水的过滤技术。对不同过滤器在模组中的安放位置作了研究;比较了过滤和未过滤试样的力学性能、金相组织和断口形貌;研制了适用于熔模铸件的过滤器,并在生产中进行了应用试验。研究结果表明,试验所用的过滤方法,能改善合金性能、有效地去除钢中非金属夹杂物,所研制的熔模铸造过滤器对提高铸件质量有实用意义。     

泡沫陶瓷复合净化锌合金的显微结构特征

研究了泡沫陶瓷复合净化技术对锌合金熔体内夹杂物的去除效果及试样断口显微结构特征。现有的锌合金净化技术以氯盐处理法为主,该方法不仅会使合金熔损率增大,而且会产生大量有毒气体,危害操作工人的身体健康和污染环境。根据金属净化过程的特点及原理,设计制造了高静压头、多级泡沫陶瓷复合净化装置,对锌合金熔体进行净化处理,并分析净化前后试样的显微组织结构。结果表明,该净化技术不仅能有效地减少合金熔体内的夹杂物数量和尺寸,而且在试样断口组织中呈现大量韧窝。     

电磁过滤钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率的理论分析

电磁过滤原理是根据非金属夹杂物与熔体导电性的差异,在电磁场作用下非金属夹杂物与熔体的运动规律不同,使非金属夹杂物与熔体分离,经流体力学分析、采用柱塞流及轨线模型研究电磁过滤水平流动钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率,结果表明,非金属夹杂物的去除效率随着熔体流速（u)和过滤器的高度（2h)的降低而增加;随着电磁力（f)、电磁力作用区长度（x)和非金属夹杂物的粒径（dp)的增加而增加,经分析表明,采用电磁过滤法可有效去除粒径小于10um的非金属夹杂物,该模型可用来设计过滤器的结构和确定电磁过滤工艺参数,为电磁去除钢液中的非金属夹杂物技术的工业应用提供理论基础。     

深床过滤器对3104铝合金熔体夹杂物的影响

3104铝合金作为易拉罐罐体材料,对铸锭质量要求高,铸造过程中熔体中的夹杂物进入到铸锭中,会极大地影响最终产品质量。针对某铝加工厂生产线,利用Prefil-Footprint测渣仪在深床过滤器出口取样,通过金相观察和扫描电镜分析,研究了3104铝合金中存在的主要夹杂物种类,定量统计了深床过滤器过滤后夹杂物数量变化。3104铝合金熔体中主要夹杂物为氧化物,同时含有少量Ti B2。深床过滤器能去除各类夹杂物,其使用初期对夹杂物去除效果较差,随着过滤熔体吨数增加,对夹杂物去除效果变好且趋于稳定。     

耐高温纤维过滤网在铝青铜铸件上的应用

260T擦摩压砖机螺母(如图1),铸件毛重(加冒口)约350kg,材料为ZQAL9—4。这种铝青铜含铝8—10%,在熔炼和浇注过程中极易产生干性粉末状不易撇除干净的氧化渣,随合金液流入铸型,使铸件造成夹渣和气孔缺陷。为了避免缺陷,我们曾采用底注,在浇口中放置砂芯过滤器,其尺寸为:厚25mm,孔眼直径φ7mm,孔眼数量为28个,安放在集渣包下部(如图2)。这种砂芯去滤器对提高铸件质量有一定作用,但是因砂芯     

离心铸造Al-Si-Mg发动机缸套铸件的工艺研究

依据149cc发动机缸套尺寸,采用离心铸造方法制备了Al-Si-Mg缸套铸件,研究了不同工艺措施对铸件成形质量的影响。结果发现:适当降低浇注温度,可有效消除铸件中的孔洞及裂纹;而要减少或消除铸件中的夹渣,可以通过自制氩气"静态喷吹"装置净化熔体,降低杂质在熔体中的含量,或进一步提高离心机转速,使熔体中微小的氧化夹杂和氧化膜聚集在靠近铸件内壁较小的范围内,并通过车削加工去除。