Filter busa keramik untuk penyaringan logam cair paling andal diproduksi dengan rute impregnasi busa organik, menggunakan serbuk keramik dengan kemurnian tinggi, reologi bubur terkontrol, impregnasi berulang, dan pembuangan bubur berlebih, diikuti dengan pengeringan yang cermat, pembakaran pengikat, dan sintering terkontrol. Pemilihan bahan baku yang tepat, kontrol proses, dan verifikasi kualitas menghasilkan filter yang menghilangkan inklusi oksida dan partikel non-logam sambil meminimalkan turbulensi dan kehilangan logam, itulah sebabnya mengapa filter busa keramik yang dibuat dengan benar merupakan bahan habis pakai yang penting untuk pengecoran aluminium modern.
Apa yang dilakukan oleh filter busa keramik dan mengapa filter ini penting
Filter busa keramik adalah sel terbuka, jaringan keramik tiga dimensi yang memerangkap inklusi non-logam dan memperlancar aliran logam cair. Dalam pengecoran aluminium, filter ini mengurangi oksida dan sampah, melindungi cetakan dan cetakan, serta meningkatkan sifat mekanis dari coran akhir. Performanya bergantung pada geometri pori, ketebalan dinding, dan kimia permukaan, yang semuanya ditentukan oleh pilihan manufaktur hulu. Baca juga: Cara Membuat Filter Keramik.
Peran kinerja utama dalam pengecoran aluminium
- Penangkapan dan penyimpanan inklusi secara mekanis di dalam jaringan.
- Perataan aliran untuk mengurangi turbulensi dan masuknya gas.
- Stabilitas termal dan kimiawi saat bersentuhan dengan aluminium cair.
Bahan baku dan formulasi bubur yang khas
Bahan matriks utama meliputi alumina dengan kemurnian tinggi (Al2O3) untuk biaya dan stabilitas kimia yang seimbang, silikon karbida (SiC) untuk meningkatkan ketahanan terhadap goncangan termal, dan campuran zirkonia yang membutuhkan ketangguhan ekstrem. Bahan pengikat seperti PVA atau metilselulosa memberikan kekuatan hijau. Dispersan dan kadar air yang terkontrol menghasilkan reologi yang dibutuhkan untuk infiltrasi penuh dari template busa.
| Komponen | Tipikal wt% | Peran |
|---|---|---|
| Serbuk keramik (campuran Al2O3/Sic) | 60 - 92 | Jaringan struktural setelah sinter |
| Pengikat (PVA, PVOH) | 0.5 - 6 | Kekuatan hijau |
| Silika koloid / kaca yang dapat larut | 2 - 10 | Membantu sintering |
| Air / pelarut | 8 - 30 | Kontrol reologi |
Rute manufaktur utama dan trade-off-nya
Metode industri utama adalah replikasi spons polimer (metode replika), pembusaan langsung bubur, ekstrusi untuk bentuk sel seperti sarang lebah, dan manufaktur aditif untuk komponen yang dipesan lebih dahulu atau bervolume rendah. Untuk filter pengecoran aluminium, metode replika polimer-busa mendominasi karena metode ini dapat diandalkan untuk mereproduksi topologi sel terbuka dari busa templat yang tidak mahal dalam skala besar.
Proses langkah demi langkah: metode spons polimer (replika)
1. Pemilihan dan pemotongan templat
Pilih poliuretan sel terbuka atau busa polimer lainnya; jumlah sel menentukan ukuran pori akhir. Untuk filter pengecoran aluminium, jumlah sel yang umum berkisar antara 10 hingga 60 ppi. Potong bagian yang kosong sedikit lebih besar untuk memungkinkan pemangkasan setelah sinter.
2. Persiapan bubur
Pencampuran bubuk keramik, pengikat, dispersan, dan air dengan geser tinggi hingga menjadi bubur homogen yang bebas dari gumpalan. Pemuatan padatan target biasanya 60 hingga 85 wt% tergantung pada ketebalan dinding yang dibutuhkan dan karakteristik bubuk.
3. Impregnasi
Celupkan dan peras, impregnasi vakum, atau siklus tekanan memastikan bubur menembus semua sel yang terbuka. Penghapusan berlebih dilakukan dengan rol yang dikalibrasi; celah rol menentukan ketebalan lapisan sisa dan dengan demikian ketebalan dinding akhir.
4. Pengeringan
Pengeringan terkendali pada suhu rendah (80-120 C) dan perataan yang lambat mencegah retakan akibat penyusutan diferensial. Waktu tunggu oven tergantung pada ketebalan komponen.
5. Kelelahan pengikat
Naikkan suhu secara perlahan hingga 300-700 C di udara untuk menghilangkan templat dan pengikat organik. Tahan anak tangga dan ventilasi terkontrol mencegah ledakan internal dan menjaga integritas penyangga.
6. Sintering
Sinter akhir untuk memadatkan partikel keramik. Untuk suhu puncak alumina biasanya berkisar antara 1100 hingga 1600 C; profil ramp dan rendam mengontrol penyusutan dan kekuatan akhir. Kontrol yang cermat di sini menentukan ketahanan kimiawi dan tidak adanya fase kaca yang tidak diinginkan.
Kontrol proses dan parameter kritis
| Parameter | Kisaran / target yang umum | Mengapa ini penting |
|---|---|---|
| Jumlah sel busa | 10 - 60 ppi | Mengatur ukuran pori-pori dan head loss |
| Padatan bubur | 60 - 85 wt% | Mengontrol ketebalan dinding |
| Suhu pengeringan | 80 - 120 C | Menghindari keretakan |
| Jalan kelelahan | 0,5 - 2 C/menit hingga 350-700 C | Mencegah ledakan |
| Puncak sinter (Al2O3) | 1100 - 1600 C | Memadatkan penyangga |
Kontrol kualitas dan uji penerimaan
Pemeriksaan QC yang umum: porositas terbuka (Archimedes atau porometri), distribusi pori, kekuatan tekan, ketahanan guncangan termal, dan uji coba penyaringan dalam pengecoran yang mengukur pengurangan jumlah inklusi. Penelusuran berdasarkan lot bubuk dan batch kiln direkomendasikan untuk aplikasi yang kritis. Target porositas terbuka yang umum adalah 70 hingga 92% tergantung pada grade.
Pemilihan desain: ukuran pori, ketebalan, dan pemetaan aplikasi
| Pori (ppi) | Aplikasi khas | Catatan praktis |
|---|---|---|
| 10 - 20 | Batang besar, aliran riser | Kehilangan kepala rendah |
| 20 - 30 | Pengecoran billet, semi-kontinyu | Menangkap keseimbangan vs aliran |
| 30 - 45 | Bagian tipis, finishing | Penghapusan inklusi yang lebih halus |
| >45 | Finishing khusus | Kehilangan kepala yang lebih tinggi |
Poin-poin lingkungan, kesehatan dan skala produksi
Emisi pembakaran dari templat polimer memerlukan penangkapan dan pengolahan. Kontrol debu sangat penting saat menangani bubuk keramik halus. Untuk skala, jalur impregnasi rol kontinu dan terowongan kiln mengurangi biaya unit per bagian. Banyak produsen menawarkan jalur produksi siap pakai dengan kontrol kiln cerdas untuk siklus yang berulang.
Bagaimana rangkaian produk AdTech mendukung alur kerja pengecoran
AdTech memasok filter busa keramik alumina di seluruh nilai dan ketebalan ppi umum, di samping papan insulasi keramik dan tali serat keramik serta selimut untuk melindungi sistem penuangan. Untuk adopsi produksi, mintalah paket uji coba dan dukungan teknis yang sesuai untuk mengoptimalkan tingkat filter untuk paduan dan geometri penuangan Anda. Catatan produksi AdTech sesuai dengan urutan proses industri standar.
Pemasangan, penyimpanan, dan pemecahan masalah
Panaskan terlebih dahulu filter untuk meminimalkan guncangan termal dan memastikan pembasahan yang baik pada penggunaan pertama. Simpan dalam kondisi kering dan berventilasi. Modus kegagalan yang umum terjadi adalah retak akibat pemanasan yang cepat dan penyumbatan akibat sampah di hulu; atasi dengan jalur landai yang lebih lambat dan degassing di hulu.
Komentar akhir dan langkah-langkah kualifikasi yang direkomendasikan
Untuk memenuhi syarat suatu grade untuk produksi: jalankan uji coba tuang berdampingan dengan penghitungan inklusi, kupon uji mekanis, dan inspeksi permukaan akhir. Lacak zona batch dan kiln untuk melacak setiap anomali. Untuk penggunaan skala besar, pertimbangkan audit pemasok untuk sistem QC dan kontrol lingkungan.
Pertanyaan yang sering diajukan (FAQ)
-
Berapa jumlah pori yang harus saya gunakan untuk billet aluminium seri 6xxx?
Titik awal yang umum adalah 20-30 ppi; jalankan uji coba gips untuk menyeimbangkan pengangkatan inklusi dan kehilangan kepala. -
Dapatkah filter busa keramik digunakan kembali?
Tidak, ini adalah bahan habis pakai sekali pakai; penggunaan ulang berisiko menimbulkan inklusi dan pelemahan struktur. -
Apakah filter alumina akan bereaksi dengan aluminium cair?
Alumina dengan kemurnian tinggi secara kimiawi stabil dengan aluminium; pastikan sintering yang benar untuk menghindari sisa fase kaca yang dapat bereaksi. -
Bagaimana ukuran sel memengaruhi aliran dan penyaringan?
Sel yang lebih besar memungkinkan aliran yang lebih tinggi dengan penurunan tekanan yang lebih sedikit tetapi menghilangkan lebih sedikit inklusi halus; sel yang lebih kecil meningkatkan kemampuan menangkap dan kehilangan head. -
Apakah filter silikon karbida lebih baik?
SiC menawarkan ketahanan guncangan termal dan ketahanan abrasi yang lebih besar; pilih berdasarkan suhu penuangan dan penanganan. -
Berapa suhu sintering yang menjadi standar?
Filter alumina biasanya disinter antara 1100 dan 1600 ° C tergantung pada formulasi dan kekuatan yang diinginkan. -
Bagaimana cara menguji filter sebelum digunakan dalam produksi?
Verifikasi porositas, toleransi dimensi, dan jalankan uji coba pengecoran kecil untuk mengukur pengurangan jumlah inklusi. -
Apa yang menyebabkan filter retak selama penuangan pertama?
Perubahan suhu yang cepat atau kelembapan yang terperangkap; panaskan filter terlebih dahulu dan pastikan penyimpanan yang kering. -
Apakah filter mengubah kimia logam?
Filter yang diproduksi dengan benar bersifat inert; filter yang disinter dengan buruk atau terkontaminasi dapat menimbulkan kotoran, jadi belilah dari pemasok yang memenuhi syarat. -
Bagaimana cara memilih pemasok untuk penggunaan volume tinggi?
Carilah QC yang konsisten, kemampuan penelusuran, kemampuan lini produksi, dan dukungan teknik untuk uji coba dan penyesuaian.
Catatan akhir
Jika Anda berencana untuk memenuhi syarat kelas filter untuk produksi, mintalah sampel uji coba dalam geometri yang persis sama dengan yang Anda gunakan, jalankan uji pengecoran berdampingan dengan dan tanpa filter, dan ukur jumlah inklusi, sifat mekanis, dan hasil akhir permukaan. Untuk produksi skala besar, pertimbangkan pemasok yang menawarkan lini siap pakai atau manufaktur kontrak dengan kontrol lingkungan untuk emisi pembakaran.
Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang pelat filter busa keramik, Anda dapat menelusuri panduan kami yang lain:
Apakah Keramik Berpori atau Tidak Berpori?
Produsen filter busa keramik di Cina.