تعمل مرشحات الرغوة الخزفية التي يتم تركيبها وتسخينها بشكل صحيح على إزالة الشوائب دون الميكرون والميكرون بشكل صحيح، والتحكم في أنماط التدفق في القوالب، وخفض عيوب الصب والخردة بشكل ملموس من أجل أعمال الألومنيوم عالية النقاء والدقة؛ وعند مطابقتها مع السبيكة وبنية المسام وسُمك المرشح، توفر مرشحات الرغوة تحسنًا متوقعًا في جودة السطح والتوحيد الميكانيكي وعائدات المرور الأول، مما يجعلها مكونًا أساسيًا فعالاً من حيث التكلفة في أي خط صب ألومنيوم حديث.

لماذا تعتبر فلاتر رغوة السيراميك مهمة لمسابك الألومنيوم

يحمل الألومنيوم المصهور عادةً أغشية الأكسيد وشظايا الخبث المحتبسة والرمل والجسيمات الأخرى التي تعمل كمركزات إجهاد أو شوائب سطحية بعد التصلب. تعمل مرشحات الرغوة الخزفية على إزالة هذه الملوثات مع سلاسة التدفق في القالب في نفس الوقت بحيث يتم تقليل الاضطراب وإعادة التصريف إلى الحد الأدنى. بالنسبة للمكونات الدقيقة والمسبوكات الهيكلية، يقلل الترشيح من خردة التصنيع النهائي، ويحسن من عمر التعب ويزيد من إنتاجية المرور الأول. توفر وسائط الرغوة الخزفية توازنًا بين المسامية العالية ومساحة السطح الداخلية التي تحقق التقاطًا فعالاً دون فقدان مفرط للرأس.

المواد والكيمياء: خيارات الألومينا وكربيد السيليكون والزركونيا

يتم تصنيع مرشحات الرغوة الخزفية من كيميائيات حرارية مختلفة لتتناسب مع متطلبات السبائك ودرجات حرارة التشغيل.

• رغوة الألومينا (Al2O3) هو الخيار الأكثر شيوعًا لسبك الألومنيوم نظرًا لتوافقه الكيميائي وكفاءته من حيث التكلفة ومقاومته الحرارية المناسبة لنوافذ معالجة الألومنيوم.

• الرغاوي المقواة بكربيد السيليكون توفر مقاومة محسّنة للصدمات الحرارية وقوة ميكانيكية محسّنة حيثما كان من المتوقع حدوث تآكل أو تدوير حراري أعلى.

• رغاوي أساسها زركونيا توفر أعلى درجة انكسار وثبات كيميائي وتستخدم في التطبيقات المتخصصة أو عند الحاجة إلى ثبات حراري شديد. وتتجاوز درجات حرارة تشغيلها ومعدلات قوتها احتياجات الألومنيوم النموذجية ولكنها تتطلب علاوة.

يعتمد اختيار الكيمياء على مزيج السبيكة وممارسة التدفق وما إذا كان العمل ينطوي على دورات تسخين متكررة تجهد سلامة المرشح.

حجم المسام والمسامية وكيفية تأثير مؤشر أسعار المنتجين على الأداء

كثافة المسام المعبر عنها بمسام PPI لكل بوصة هي المتغير الأساسي المتغير الذي يستخدمه مهندسو العمليات لضبط الترشيح.

• مؤشر أسعار المنتجين المنخفض (8 إلى 20) توفر نفاذية عالية، وفقدان منخفض للرأس، وهي مناسبة للشوائب الثقيلة والسكبات عالية التدفق.

• مؤشر أسعار المنتصف PPI (20 إلى 30) هي نقطة انطلاق شائعة لمسبوكات الألومنيوم العامة.

• ارتفاع مؤشر أسعار المنتجين (30 إلى 60) يستهدف شوائب أصغر ومتطلبات تجميلية أدق ولكنه يزيد من فقدان الرأس وخطر الانسداد المبكر إذا كانت نظافة الذوبان رديئة.

وعادة ما تكون المسامية في الرغوة الخزفية عالية، وغالبًا ما تكون 80 إلى 90 في المائة، مما يعطي آلية التقاط قاع عميقة حيث يتم احتجاز الجسيمات من خلال مزيج من الاعتراض، والانحشار بالقصور الذاتي والالتصاق بأسطح الدعامات المسامية. يدعم التوصيف الهيدروليكي والدراسات الحديثة المبدأ القائل بأن بنية المسام تتحكم في كل من كفاءة الالتقاط وانخفاض ضغط التدفق.

المقاسات القياسية لمرشحات الرغوة الخزفية:

الأبعاد (± 3 مم):

7 × 7 × 7 بوصة 9 × 9 بوصة 12 × 12 بوصة 15 × 15 بوصة 17 × 17 بوصة 20 × 20 بوصة 23 × 23 بوصة 26 × 26 بوصة

السُمك:

50 ± 2 مم

زاوية الشطبة:

17.5± 1.5°

بُعد خاص:

مربعة أو مستطيلة أو مستديرة أو مستطيلة أو مستديرة أو شبه منحرفة أو غير طبيعية أو مخصصة حسب المتطلبات.

المعلمات التقنية:

البند	الكثافة （g/cm³)	معامل التمزق （816 ℃ /مبا)	القوة الشاملة （مبا)	درجة حرارة التشغيل （℃）	درجة حرارة تمدد حشية الختم （℃）
الفهرس	0.45	5.5	0.8-1.0	1350	450-550

حجم المسام لمرشح رغوة السيراميك:

كمية المسام في أي مرشح بطول 25.4 مم:

رقم الشبكة（مؤشر أسعار المنتجين）	10	20	30	40	50	60
كثافة المسام (PCS)	8-12	18-22	28-32	38-42	48-52	58-62

منحنى توزيع حجم المسام:

دقة الترشيح الدقيق لرغوة السيراميك

حجم المسام（مؤشر أسعار المنتجين）	20	30	40	50	60
قطر الشوائب（أم）	80	40	20	10	5
معدل الترشيح（％）	78	85	88	92	95

بيانات الاستخدام لمرشحات الرغوة الخزفية

المواصفات (مم)	مساحة الترشيح الفعالة(％)	نطاق تدفق الترشيح（كجم/دقيقة）
7 بوصة (178*178*50)	75	22-56
9 بوصة (229*229*229*50)	75	25-80
12 بوصة (305*305*50)	80	50-156
15 بوصة (381*381*50)	85	85-252
17 بوصة (432*432*432*50)	86	110-335
20 بوصة (508*508*508*50)	88	160-478
23 بوصة (584*584*50)	89	210-640
26 بوصة (660*660*50)	90	276-830

مواصفات التعبئة والتغليف لمرشح رغوة السيراميك المنصة النقالة القياسية والتعبئة الكمية والوزن التقريبي

المنصة النقالة القياسية والتعبئة الكمية والوزن
بُعد المرشح (مم)	الكمية المرشحة لكل علبة (قطع)	كمية العلبة لكل منصة نقالة (الحالة)	الكمية لكل منصة نقالة (قطع)	أبعاد المنصة (مم)	الوزن العام للمنصة النقالة (بالكيلو جرام)
660 × 660 × 50 (26 بوصة)	4	8	48	1100*1100*2200	490
584 × 584 × 584 × 50 (23 بوصة)	5	12	60	950*950*2050	510
508 × 508 × 508 × 50 (20 بوصة)	5	18	90	1100*900*1720	470
432×432×432×50 (17 بوصة)	5	24	120	1100*1100*1670	450
381 × 381 × 381 × 50 (15 بوصة)	5	24	120	1100*1100*1540	430
305 × 305 × 305 × 50 (12 بوصة)	10	16	160	1000*1000*1550	350
228×228×228×50 (9″)	10	20	200	1100*1100*1400	310
178 × 178 × 178 × 50 (7 بوصة)	10	20	200	1100*1100*1400	220

كيف يعمل الترشيح عمليًا: التقاط القاع العميق وتكييف التدفق

تعمل مرشحات الرغوة الخزفية كمرشحات قاعية عميقة بدلاً من غرابيل بسيطة. يمر المعدن المنصهر الوارد عبر شبكة ثلاثية الأبعاد من المسام المترابطة. وتلتصق الجسيمات الدقيقة والأكاسيد الدقيقة بأسطح الدعامات، وتتكتل ويتم الاحتفاظ بها داخل عمق المرشح. كما تعمل الشبكة المسامية أيضًا على تحويل التدفق المضطرب إلى شكل أكثر صفحي، مما يقلل بشكل كبير من التناثر وتكوين الدوامة عند مدخل القالب. ولهذا السبب، تقلل المرشحات الرغوية ذات الحجم المناسب من الغازات المحصورة وتقلل من الثقوب وأنواع المسامية الأخرى المرتبطة باضطرابات التدفق.

مطابقة هندسة المرشح مع معلمات الصب

يجب أن يراعي اختيار سُمك المرشح ومعدل PPI واتجاه التركيب كتلة الصب وهندسة البوابات وارتفاعات الناهض.

الجدول 1 إرشادات المطابقة النموذجية

هذه الإعدادات هي نقاط البداية. تحقق من صحتها باستخدام اختبار الضغط المنخفض وعدد التضمينات على الأجزاء المقطوعة.

أفضل ممارسات التركيب وإجراءات التسخين المسبق

إن التركيب السليم والتسخين المسبق أمران حاسمان لعمر الفلتر وأدائه.

• سخن الفلتر مسبقاً إلى درجة حرارة المعدن المنصهر أو إلى درجة حرارة التسخين المسبق المتحكم بها لإزالة الرطوبة المتبقية وتقليل الصدمة الحرارية. تختلف فترات التسخين المسبق النموذجية ولكن من 15 إلى 30 دقيقة شائعة في العديد من ممارسات الورش. يمنع التسخين المسبق انفجارات البخار ويساعد المرشح على الجلوس بشكل صحيح.

• التوجهات مهمة. اتبع علامات الأسهم على المرشحات عند وجودها. تأكد من محاذاة واجهات المرشحات مع اتجاه التدفق المقصود وأن الأختام تمنع التجاوز حول الحواف.

• الحشية ومانع التسرب. استخدم حشوات ذات درجة حرارة عالية أو موانع تسرب حرارية تنضغط لمنع تجاوز المعدن. افحص السدادات بانتظام واستبدلها عند ملاحظة تشوه أو تآكل.

• حماية من الاصطدام النفاث المباشر. في حالة الصب من مغرفة أو قمع بنمط نفاث مركز، استخدم موزعات التدفق أو وضع متدرج حتى لا يصطدم الذوبان بوجه المرشح مباشرةً بسرعة عالية مما قد يؤدي إلى تكسير الرغوة.

اتبع بروتوكولات السلامة في المتجر عند التسخين المسبق وتجنب التغيرات السريعة في درجات الحرارة التي قد تؤدي إلى تكسير مصفوفة السيراميك.

مؤشرات عمر المرشح وانسداده واستبداله

يعتمد عمر المرشح على حمولة التضمين ومؤشر PPI والسماكة وملامح الصب. تشمل المؤشرات الشائعة لتغيير المرشحات ما يلي:

• ارتفاع فقدان الرأس المتزايد تقاس كمعدل صب منخفض عند نفس ارتفاع الصب.

• تقليل وقت الصب أو التدفق غير المنتظم أثناء دورات الإنتاج العادية.

• انفجارات مرئية أو تشقق الفلتر لوحظ أثناء الفحص بعد الصب.

• إنجاز الإدماج في المسبوكات المقطوعة على الرغم من وجود مرشح.

يساعد الاحتفاظ بسجلات لعمر الفلتر مقابل متغيرات الإنتاج في تحديد فترات التغيير المثلى ومستويات التخزين لقطع الغيار.

التكامل مع صناديق الألواح وأنظمة المغرفة ADtech

تقترن مرشحات الرغوة الخزفية مع مرشحات ADtech من النوع اللوحي أو الصندوقي لإنشاء نظام ترشيح متحكم فيه. ويضمن الصندوق التثبيت والإغلاق المناسب، بينما توفر وسائط الرغوة التقاط الجسيمات وتكييف التدفق. بالنسبة للخطوط المؤتمتة أو المستمرة، يمكن أن تشتمل مجموعة المرشحات على مشبك هيدروليكي أو آلي وكاسيت سريع التغيير لأقل وقت تعطل.

صمم الصندوق بحيث يكون الفلتر في أعلى فوهة الصب مباشرةً لتجنب إعادة التلوث والحفاظ على الملء الصفحي في تجويف القالب.

تقنيات التحقق من الأداء والقياس

تحقق من صحة أداء المرشح باستخدام مزيج من:

• اختبار الضغط المنخفض (RPT) لمقارنة المسامية قبل وبعد الترشيح. جمع بيانات خط الأساس وبيانات ما بعد التركيب للتحكم في مراقبة SPC.

• تحليل الإدماج على الأجزاء المقطوعة أو العينات المعدنية لقياس عدد الشوائب وتوزيع حجمها.

• المراقبة الهيدروليكية عن طريق تسجيل معدلات الصب وفقدان الرأس عبر دفعات المرشحات لاكتشاف اتجاهات الانسداد. وتوفر الدراسات الهيدروليكية الحديثة نماذج للتنبؤ بانخفاض الضغط لظروف معينة من PPI وظروف التدفق.

استخدم هذه الطرق معًا لتوضيح العائد على الاستثمار في استثمارات الترشيح وضبط مؤشر أسعار المنتجين والسماكة لتحقيق أعلى أداء.

إرشادات السلامة والبيئة والمناولة

• المناولة. قم بتخزين المرشحات الخزفية في بيئات جافة ومحكومة لمنع التقاط الرطوبة. قم بالتسخين في أفران خاضعة للتحكم أو باستخدام أنظمة تسخين محددة لتجنب مخاطر البخار.

• الوسائط المستهلكة والخبث. جمع وإدارة المرشحات المستهلكة والفضلات المحتجزة وفقًا للوائح المحلية للنفايات وإعادة التدوير. وتحتوي العديد من المرشحات المستهلكة على ألومنيوم قابل للاسترداد ويمكن أن تدخل في تيارات استرداد المعادن بعد المناولة الآمنة.

• معدات الوقاية الشخصية للمشغل. استخدم قفازات مقاومة للحرارة ودروع للوجه ومآزر واتباع إجراءات التعامل مع المعادن المنصهرة. تأكد من استخراج الدخان لأي نشاط تدفق أو قشط بالقرب من محطة الترشيح.

مقارنة مع حلول الترشيح البديلة

الجدول 2 ملخص المقارنة

غالبًا ما تكون مرشحات رغوة السيراميك هي الخيار المفضل للمسبوكات عالية الدقة بسبب خصائصها التي تجمع بين عمق الالتقاط وتكييف التدفق.

الحالة الاقتصادية وعينة العائد على الاستثمار

يقلل الترشيح من الخردة وإعادة العمل في المراحل النهائية. تنشأ الوفورات النموذجية من انخفاض عدد الإصلاحات السطحية، وانخفاض خردة التصنيع الآلي وارتفاع معدلات القبول.

الجدول 3 حساب توضيحي لعائد الاستثمار

تُعد تجارب الموقع ومدخلات التكلفة الدقيقة للخردة وإعادة العمل والتشغيل الآلي ضرورية لتقدير موثوق للمردود.

استكشاف المشاكل الشائعة وإصلاحها والإجراءات التصحيحية

الجدول 4 مصفوفة استكشاف الأخطاء وإصلاحها

قم بتوثيق كل حدث والإجراءات التصحيحية لبناء قاعدة معرفية لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها للمشغلين.

المعايير والاختبارات وطرق التحقق من الصحة

يجب أن تعتمد المسابك قياسات روتينية للتحكم في نتائج الترشيح:

• خط الأساس للانتقال إلى خط الأساس والانتقال إلى خط الأساس الدوري بعد تغيير الفلتر.

• الفحص المجهري للإدراج وتوزيع الحجم للأجزاء الحرجة.

• مخططات التحكم SPC لمعدل الصب وفقدان الرأس ومعدل الخردة لمراقبة أداء المرشح بمرور الوقت.

• بيانات أداء الموردين بما في ذلك نطاقات PPI الموصى بها ودورات التسخين الموصى بها.

يساعد استخدام معايير القبول الرسمية لكل سبيكة وعائلة السبك في الحفاظ على جودة متسقة.

أمثلة على مواصفات المنتج

الجدول 5 كتالوج مرشح الرغوة الخزفية التمثيلي

تتوفر أحجام وأشكال مخصصة لصناديق ألواح ADtech وأنظمة الأكواب.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو PPI الذي يجب أن أبدأ به لصب الألومنيوم العام؟
   ابدأ بفلتر متوسط المدى يتراوح بين 20 إلى 30 PPI، ثم تحقق من صحة استخدام RPT وعدد مرات التضمين لتنقيح السبيكة الخاصة بك وبواباتك.

2. لماذا يجب تسخين فلاتر السيراميك مسبقاً؟
   يزيل التسخين المسبق الرطوبة ويقلل من مخاطر الصدمة الحرارية مما يمنع التشقق وأحداث البخار الخطيرة. تعتمد أوقات التسخين المسبق النموذجية على حجم المرشح وقدرة الفرن.

3. هل يمكن لمرشحات رغوة السيراميك التعامل مع الدورات الحرارية المتكررة؟
   نعم، عند مطابقتها مع الكيمياء الصحيحة وتصنيف الجودة. تُظهر متغيرات SiC والزركونيا مقاومة فائقة للصدمات الحرارية للدورات الثقيلة.

4. كيف يمكنني اكتشاف تجاوز الفلتر؟
   افحص موانع التسرب والحشيات بعد التركيب، وابحث عن العيوب السطحية المتسقة مع المعدن غير المرشح، وقياس فقدان الرأس أو شذوذ معدل الصب. عادةً ما يظهر التجاوز في صورة عدم وجود تحسن قابل للقياس في عدد التضمينات.

5. هل فلاتر رغوة السيراميك قابلة لإعادة التدوير؟
   تحتوي المرشحات المستهلكة على فلزات وخبث محتجزين. تقوم العديد من المسابك بإعادة تدويرها من خلال مسارات استرداد المعادن بعد المناولة والسحق الآمنين. اتبع اللوائح المحلية لمناولة النفايات.

6. كم مرة يجب عليَّ تغيير الفلاتر؟
   تعتمد فترات الاستبدال على حجم الصب وحمل التضمين وPPI. راقب فقدان الرأس ومعدلات الصب واحتفظ بسجلات لتحسين وتيرة الاستبدال.

7. هل يمكن للمرشحات إزالة الهيدروجين المذاب؟
   لا. تزيل المرشحات الشوائب وتكييف التدفق. يتم إذابة الهيدروجين ويجب التحكم فيه من خلال عمليات إزالة الغازات مثل التطهير بالغاز الدوار أو المعالجة بالتفريغ. استخدم الترشيح مع إزالة الغاز للحصول على أفضل النتائج.

8. ما الذي يسبب انسداد الفلتر المبكر؟
   خبث زائد أو رمل زائد، أو اختيار غير صحيح لمرشح PPI، أو عدم كفاية القشط والتدفق في المنبع. تتم المعالجة بالتنظيف من المنبع والمرشحات الأولية الخشنة إذا لزم الأمر.

9. هل يؤثر حجم مسام المرشح وسماكته على حدود ارتفاع الصب؟
   نعم. يزيد ارتفاع PPI وسماكة أكبر من فقدان الرأس. في حالات ارتفاع الصب المنخفض، اختر مؤشر PPI أقل أو مساحة مرشح أكبر للحفاظ على معدلات تدفق مقبولة.

10. كيف يمكنني التحقق من صحة ادعاء أحد الموردين بشأن أداء الفلتر؟
    اسأل عن منحنيات انخفاض الضغط الهيدروليكي، ونطاقات PPI الموصى بها لسبائكك، وبيانات من تجارب الورشة ونتائج اختبارات الطرف الثالث مثل RPT قبل الترشيح وبعده. قم بإجراء اختبار تجريبي قصير باستخدام الذوبان والأشكال الهندسية الخاصة بك.

الحالة

أدخل أحد موردي قوالب الصب متوسطة الحجم 30 مرشحًا من رغوة الألومينا PPI في خلية إنتاج ذات ثقوب نفخ سطحية مزمنة. وبعد مطابقة مساحة المرشح وإجراءات التسخين المسبق، تحسنت نتائج RPT وانخفضت حالات رفض العيوب السطحية بنسبة تزيد عن 50% في ثلاثة أشهر. ارتفعت تكاليف المواد المستهلكة بشكل متواضع ولكن تم تعويضها من خلال انخفاض عمليات إعادة العمل والتشطيب الأسرع.