세라믹 폼 필터를 설치하고 예열하면 미크론 이하 및 미크론 크기의 이물질을 올바르게 제거하고 금형 내 흐름 패턴을 제어하며 주조 결함 및 스크랩을 현저히 줄여 고순도 및 정밀 알루미늄 작업을 수행할 수 있습니다. 합금, 기공 구조 및 필터 두께와 일치하는 폼 필터는 표면 품질, 기계적 균일성 및 1차 통과 수율을 예측 가능하게 개선하여 모든 최신 알루미늄 주조 라인의 비용 효율적인 핵심 구성 요소로 자리 잡았습니다.
알루미늄 파운드리에 세라믹 폼 필터가 중요한 이유
용융 알루미늄은 일반적으로 응고 후 응력 집중제 또는 표면 결함 역할을 하는 산화막, 혼입된 드로스 파편, 모래 및 기타 입자를 운반합니다. 세라믹 폼 필터는 이러한 오염 물질을 제거하는 동시에 금형 내 흐름을 원활하게 하여 난류와 재침투를 최소화합니다. 정밀 부품 및 구조 주조의 경우, 여과를 통해 다운스트림 가공 스크랩을 줄이고 피로 수명을 개선하며 1차 통과 수율을 높일 수 있습니다. 세라믹 폼 매체는 높은 다공성과 내부 표면적의 균형을 제공하여 과도한 헤드 손실 없이 효과적인 포집을 달성합니다.
재료 및 화학: 알루미나, 실리콘 카바이드 및 지르코니아 옵션
세라믹 폼 필터는 합금 요구 사항과 작동 온도에 맞게 다양한 내화성 화학 물질로 제조됩니다.
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알루미나(Al2O3) 폼 는 알루미늄 공정 창에 대한 화학적 호환성, 비용 효율성 및 적절한 내열성으로 인해 알루미늄 주조에 가장 일반적으로 선택되는 소재입니다.
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탄화규소 강화 폼 더 높은 마모 또는 열 순환이 예상되는 경우 향상된 열 충격 저항성과 기계적 강도를 제공합니다.
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지르코니아 기반 폼 은 최고의 내화성과 화학적 안정성을 제공하며 특수 용도 또는 극도의 열 안정성이 필요한 곳에 사용됩니다. 작동 온도와 강도 등급은 일반적인 알루미늄 요구 사항을 초과하지만 프리미엄이 붙습니다.
화학 물질 선택은 합금 혼합, 플럭스 관행 및 작업에 필터 무결성을 강조하는 반복적인 가열 사이클이 포함되는지 여부에 따라 달라집니다.
기공 크기, 다공성 및 PPI가 성능에 미치는 영향
인치당 PPI 기공으로 표현되는 기공 밀도는 엔지니어가 여과를 조정하는 데 사용하는 주요 변수입니다.
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낮은 PPI(8~20) 는 높은 투과성과 낮은 헤드 손실을 제공하며 무거운 내포물 및 고유량 타설에 적합합니다.
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중간 PPI(20~30) 는 일반적인 알루미늄 주물의 일반적인 출발점입니다.
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높은 PPI(30~60) 는 더 작은 내포물과 더 미세한 외관 요건을 목표로 하지만 용융 청결도가 좋지 않으면 헤드 손실과 조기 막힘의 위험이 증가합니다.
세라믹 폼의 다공성은 일반적으로 80~90%로 높기 때문에 차단, 관성 충격 및 다공성 스트럿 표면에 대한 접착의 조합을 통해 입자가 갇히는 깊은 층 포집 메커니즘을 제공합니다. 유압 특성 분석과 최근의 연구는 기공 구조가 포집 효율과 유량 압력 강하를 모두 제어한다는 원리를 뒷받침합니다.
세라믹 폼 필터의 표준 크기입니다:
치수 (± 3mm ):
7x7인치 9x9인치 12x12인치 15x15인치 17x17인치 20x20인치 23x23인치 26x26인치
두께:
50 ± 2mm
경사 각도:
17.5± 1.5°
특별한 차원:
정사각형, 직사각형, 원형, 사다리꼴, 비정형 또는 요구 사항에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다.
기술 매개변수:
| 항목 | 밀도 （g/cm³) |
파열 계수 (816℃/Mpa) |
종합적인 힘 (Mpa) |
작동 온도 （℃） |
씰링 개스킷 팽창 온도 （℃） |
| 색인 | 0.45 | 5.5 | 0.8-1.0 | 1350 | 450-550 |
세라믹 폼 필터의 기공 크기:
25.4mm 길이의 모든 필터에 모공이 있습니다:
| 메시 번호（PPI） | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 기공 밀도(PCS) | 8-12 | 18-22 | 28-32 | 38-42 | 48-52 | 58-62 |
기공 크기의 분포 곡선입니다:
세라믹 폼을 위한 여과 정밀도
| 모공 크기（PPI） | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
|---|---|---|---|---|---|
| 내포물 직경（음） | 80 | 40 | 20 | 10 | 5 |
| 필터링 속도（％） | 78 | 85 | 88 | 92 | 95 |
세라믹 폼 필터의 애플리케이션 데이터
| 사양(mm) | 유효 필터링 영역(％) | 여과 유량 범위（kg/분） |
|---|---|---|
| 7인치(178*178*50) | 75 | 22-56 |
| 9인치(229*229*50) | 75 | 25-80 |
| 12인치(305*305*50) | 80 | 50-156 |
| 15인치(381*381*50) | 85 | 85-252 |
| 17인치(432*432*50) | 86 | 110-335 |
| 20인치(508*508*50) | 88 | 160-478 |
| 23인치(584*584*50) | 89 | 210-640 |
| 26인치(660*660*50) | 90 | 276-830 |
세라믹 폼 필터의 포장 사양 표준 팔레트, 정량화된 포장 및 대략적인 무게
| 표준 팔레트, 정량 포장 및 중량 | |||||
| 필터 크기 (mm) |
케이스당 필터 수량 (PC) |
팔레트당 케이스 수량 (케이스) |
팔레트당 수량 (PC) |
팔레트 치수 (mm) |
팔레트 일반 중량 (Kg) |
|---|---|---|---|---|---|
| 660x660x50(26인치) | 4 | 8 | 48 | 1100*1100*2200 | 490 |
| 584x584x50(23인치) | 5 | 12 | 60 | 950*950*2050 | 510 |
| 508x508x50(20인치) | 5 | 18 | 90 | 1100*900*1720 | 470 |
| 432x432x50(17인치) | 5 | 24 | 120 | 1100*1100*1670 | 450 |
| 381x381x50(15인치) | 5 | 24 | 120 | 1100*1100*1540 | 430 |
| 305x305x50(12인치) | 10 | 16 | 160 | 1000*1000*1550 | 350 |
| 228x228x50(9인치) | 10 | 20 | 200 | 1100*1100*1400 | 310 |
| 178x178x50(7인치) | 10 | 20 | 200 | 1100*1100*1400 | 220 |
실제 필터링 작동 방식: 딥 베드 캡처 및 흐름 조절
세라믹 폼 필터는 단순 체가 아닌 딥 베드 필터로 작동합니다. 유입되는 용융 금속은 서로 연결된 기공의 3차원 네트워크를 통과합니다. 미세 입자와 산화물은 스트럿 표면에 부착되고 응집되어 필터의 깊이 내에 유지됩니다. 또한 다공성 네트워크는 난류를 보다 층류적인 프로파일로 변환하여 금형 입구에서 튀는 현상과 와류 형성을 크게 줄입니다. 따라서 적절한 크기의 폼 필터는 유입된 가스를 낮추고 핀홀 및 흐름 장애와 관련된 기타 다공성 유형을 감소시킵니다.
필터 지오메트리와 캐스팅 매개변수 일치시키기
필터 두께, PPI 및 장착 방향을 선택하려면 주입 질량, 게이팅 지오메트리 및 라이저 높이를 고려해야 합니다.
표 1 일반적인 매칭 가이드라인
| 캐스팅 매개변수 | 추천 시작 필터 선택 | 근거 |
|---|---|---|
| 대형 잉곳, 대량 부어 넣기 | 10~20 PPI, 두꺼운 필터 50~75mm | 높은 투과성으로 유량이 많을 때 헤드 손실 감소 |
| 일반 자동차 부품 | 20~30 PPI, 25~50mm 두께 | 혼합 내포물에 대한 캡처와 흐름의 균형 유지 |
| 정밀 하우징, 눈에 보이는 표면 | 30~60 PPI, 25~50mm 두께 | 작은 이물질을 더 잘 포착하고 표면을 더 매끄럽게 마무리합니다. |
| 얇은 벽, 낮은 주입 높이 | 신중한 게이팅 설계로 낮은 PPI | 필터 손상을 방지하면서 유량 유지 |
이러한 설정은 시작점입니다. 감압 테스트 및 단면 부품의 포함 수로 유효성을 검사합니다.
설치 모범 사례 및 예열 절차
적절한 설치와 예열은 필터 수명과 성능에 결정적인 영향을 미칩니다.
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필터 예열하기 를 용융 금속 온도 또는 제어된 예열 온도로 설정하여 잔류 수분을 제거하고 열 충격을 최소화합니다. 일반적인 예열 시간은 다양하지만 많은 작업장에서 15~30분이 일반적입니다. 예열은 증기 폭발을 방지하고 필터가 올바르게 장착되도록 도와줍니다.
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방향성 중요. 필터가 있는 경우 필터의 화살표 표시를 따르세요. 필터 면이 의도한 흐름 방향과 정렬되어 있고 씰이 가장자리 주변의 바이패스를 방지하는지 확인합니다.
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개스킷 및 씰링. 금속 바이패스를 방지하기 위해 압축되는 고온 개스킷 또는 내화성 씰을 사용합니다. 씰을 정기적으로 검사하고 변형이나 침식이 관찰되면 교체하세요.
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제트기의 직접적인 충돌로부터 보호. 집중 분사 패턴이 있는 국자나 깔때기에서 붓는 경우, 용융물이 필터 표면에 직접 고속으로 닿아 거품이 파손되지 않도록 흐름 스프레더를 사용하거나 엇갈리게 배치합니다.
예열할 때는 매장 안전 수칙을 준수하고 세라믹 매트릭스에 균열을 일으킬 수 있는 급격한 온도 변화를 피하세요.
필터 수명, 막힘 및 교체 표시기
필터 수명은 포함 부하, PPI, 두께 및 주입 프로파일에 따라 달라집니다. 필터를 변경하는 일반적인 지표는 다음과 같습니다:
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머리 손실 증가 동일한 타설 높이에서 타설 속도 감소로 측정됩니다.
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주입 시간 또는 불규칙한 흐름 감소 정상적인 생산 주기 동안.
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눈에 보이는 파열 또는 필터 균열 타설 후 검사 중에 기록됩니다.
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포용성 혁신 필터가 있음에도 불구하고 단면 캐스팅에서 볼 수 있습니다.
필터 수명과 생산 변수를 기록해 두면 최적의 교체 주기와 예비품 재고 수준을 설정하는 데 도움이 됩니다.
ADtech 플레이트 박스 및 래들 시스템과 통합
세라믹 폼 필터는 ADtech 플레이트형 또는 박스형 필터와 결합하여 제어된 여과 시스템을 구축합니다. 박스는 적절한 장착과 밀봉을 보장하고 폼 매체는 입자 포집 및 흐름 조절 기능을 제공합니다. 자동화 또는 연속 라인의 경우 필터 어셈블리에는 유압식 또는 전동식 클램핑과 빠른 교체 카세트가 포함되어 가동 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.
필터가 주입 노즐의 바로 상류에 위치하도록 상자를 설계하여 재오염을 방지하고 금형 캐비티에 층류 충진을 유지합니다.
성능 검증 및 측정 기술
의 조합을 사용하여 필터 성능을 검증합니다:
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감압 테스트(RPT) 를 사용하여 여과 전과 후의 다공성을 비교합니다. SPC 제어를 위한 기준선 및 설치 후 데이터를 수집합니다.
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포함 분석 를 단면 부품 또는 금속 조직 샘플에 적용하여 개재물 수와 크기 분포를 정량화합니다.
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유압 모니터링 필터 배치 전반에 걸쳐 주입 속도와 수두 손실을 기록하여 막힘 추세를 감지합니다. 최근의 수력학 연구는 주어진 PPI 및 유량 조건에 대한 압력 강하를 예측하는 모델을 제공합니다.
이러한 방법을 함께 사용하여 필터링 투자에 대한 ROI를 입증하고 최고의 성능을 위해 PPI와 두께를 조정할 수 있습니다.
안전, 환경 및 취급 지침
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처리. 세라믹 필터는 습기가 차지 않도록 건조하고 통풍이 잘되는 곳에 보관하세요. 증기 위험을 방지하기 위해 제어된 오븐 또는 지정된 히터 시스템에서 예열하세요.
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사용한 미디어 및 드로스. 현지 폐기물 및 재활용 규정에 따라 사용한 필터와 갇힌 찌꺼기를 수거하고 관리하세요. 많은 다 쓴 필터에는 회수 가능한 알루미늄이 포함되어 있으며 안전한 취급 후 금속 회수 흐름에 들어갈 수 있습니다.
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운영자 PPE. 내열 장갑, 안면 보호대, 앞치마를 착용하고 용융 금속 취급 절차를 따르세요. 필터 스테이션 근처에서 플럭싱 또는 스키밍 작업을 할 때는 반드시 연기를 배출해야 합니다.
대체 여과 솔루션과의 비교
표 2 비교 요약
| Metric | 세라믹 폼 필터 | 파이버 필터 | 튜브형 필터 |
|---|---|---|---|
| 미크론 이하 입자 캡처 | 높음 | 보통 | 보통 |
| 흐름 조절(라미나리제이션) | 우수 | Good | 변수 |
| 열 충격 내성 | 좋음에서 우수(화학 물질에 따라 다름) | Lower | 다양 |
| 필터당 비용 | 보통 | 낮음 | 특수 세라믹의 경우 더 높을 수 있습니다. |
| 간편한 설치 | Medium | 쉬운 | Medium |
| 재사용 가능성 | 아니요, 소모품 | 일부 디자인 일회용 | 일부 소모품 또는 교체 가능한 디자인 |
세라믹 폼 필터는 포집 깊이와 흐름 조절 특성이 결합되어 있어 고정밀 주조에 선호되는 옵션입니다.
경제 사례 및 샘플 ROI
필터링은 스크랩과 다운스트림 재작업을 줄여줍니다. 일반적으로 표면 수리 횟수 감소, 가공 불량품 감소, 합격률 증가로 인한 비용 절감 효과가 발생합니다.
표 3 ROI 계산 예시
| 매개변수 | 입력 예시 | 참고 |
|---|---|---|
| 연간 용융 처리량 | 2,500 t | |
| 사전 필터 폐기율 | 1.8% | 표면 내포물 및 다공성으로 인해 |
| 필터 후 폐기율 | 0.7% | 필터 및 프로세스 튜닝 후 |
| 연간 절감되는 금속 | 27.5 t | (1.1%의 2500t) |
| 알루미늄 톤당 가치 | $1,800 | 시장에 따라 다름 |
| 연간 금속 가치 절감 | $49,500 | 기계 가공 및 인건비 절감 효과 제외 |
| 연간 소모품 및 필터 예상 비용 | $12,000 | 필터, 개스킷, 취급 |
| 연간 순 이익 | $37,500 | 대략적인 예, 정확성을 위해 필요한 사이트 데이터 |
| 페이백 | 개월 | 일반적으로 중형 파운드리의 경우 12~24개월 미만 |
신뢰할 수 있는 투자 회수 견적을 위해서는 현장 시험과 스크랩, 재작업 및 가공에 대한 정확한 비용 입력이 필수적입니다.
일반적인 문제 해결 및 수정 조치
표 4 문제 해결 매트릭스
| 증상 | 가능한 원인 | 시정 조치 |
|---|---|---|
| 주입 중 필터 균열 | 필터 예열 또는 열 충격 방지 | 예열 시간 늘리기, 히터 균일성 확인 |
| 빠른 막힘 | 높은 인클루전 부하 또는 잘못된 PPI | 더 거친 PPI 또는 업스트림 스키밍/가스 제거 사용 |
| 가장자리 주변 우회 | 밀봉 불량 또는 개스킷 고장 | 개스킷 교체, 장착 및 클램프 압력 확인 |
| 설치 후 표면 품질 저하 | 잘못된 PPI 또는 필터 방향 | 화살표 방향 확인, 인클루전 분석 실행 및 PPI 조정 |
| 짧은 필터 수명 | 과도한 플럭스 잔류물 또는 공격적인 합금 | 화학 평가, 더 많은 내식성 폼 고려하기 |
각 이벤트와 수정 조치를 문서화하여 운영자를 위한 문제 해결 지식창고를 구축하세요.
표준, 테스트 및 검증 방법
파운드리는 필터링 결과를 제어하기 위해 일상적인 측정을 채택해야 합니다:
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기준 RPT 및 주기적 RPT 필터 변경 후.
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포함 현미경 및 크기 분포 중요한 부분의 경우.
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SPC 제어 차트 를 사용하여 주입 속도, 헤드 손실 및 스크랩 비율을 확인하여 시간 경과에 따른 필터 성능을 모니터링합니다.
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공급업체 성과 데이터 권장 PPI 범위 및 권장 예열 주기를 포함합니다.
각 합금 및 주조 제품군에 대한 공식 승인 기준을 사용하면 일관된 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
제품 사양 예시
표 5 대표적인 세라믹 폼 필터 카탈로그
| 모델 | 구성 | PPI 범위 | 두께 mm | 일반적인 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| CFF-Al20 | 고순도 알루미나 | 10, 20, 30 | 25 / 50 / 75 | 범용 알루미늄 주조 |
| CFF-SiC30 | SiC 강화 알루미나 | 20, 30 | 25 / 50 | 마모성 또는 빠른 사이클링 라인 |
| CFF-ZR45 | 지르코니아 농축 | 30, 45, 60 | 25 / 50 | 특수 고온 또는 부식성 용융물 |
ADtech 플레이트 박스 및 컵 시스템을 위한 맞춤형 크기와 모양을 사용할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
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일반 알루미늄 주조의 경우 어떤 PPI로 시작해야 하나요?
중간 범위의 20~30 PPI 필터로 시작한 다음 RPT 및 포함 개수를 사용하여 검증하여 특정 합금 및 게이팅으로 세분화하세요. -
세라믹 필터를 예열해야 하는 이유는 무엇인가요?
예열은 습기를 제거하고 열충격 위험을 줄여 균열과 위험한 증기 발생을 방지합니다. 일반적인 예열 시간은 필터 크기와 오븐 용량에 따라 다릅니다. -
세라믹 폼 필터는 반복적인 열 사이클을 처리할 수 있나요?
예, 올바른 화학 및 품질 등급과 일치하는 경우. SiC 및 지르코니아 변종은 무거운 사이클링에도 뛰어난 열충격 저항성을 보여줍니다. -
필터 우회는 어떻게 감지하나요?
설치 후 씰과 개스킷을 검사하고, 여과되지 않은 금속과 일치하는 표면 결함이 있는지 확인하고, 헤드 손실 또는 주입 속도 이상을 측정합니다. 바이패스는 일반적으로 인클루전 수에서 측정 가능한 개선이 없는 것으로 나타납니다. -
세라믹 폼 필터는 재활용할 수 있나요?
사용한 필터에는 갇힌 금속과 찌꺼기가 포함되어 있습니다. 많은 파운드리에서는 안전한 취급 및 파쇄 후 금속 회수 스트림을 통해 재활용합니다. 폐기물 처리에 대한 현지 규정을 준수하세요. -
필터는 얼마나 자주 교체해야 하나요?
교체 주기는 주입량, 포함 부하 및 PPI에 따라 달라집니다. 헤드 손실과 주입 속도를 모니터링하고 로그를 기록하여 교체 주기를 최적화하세요. -
필터로 용존 수소를 제거할 수 있나요?
아니요. 필터는 불순물을 제거하고 흐름을 조절합니다. 수소는 용해되며 회전식 가스 퍼징 또는 진공 처리와 같은 가스 제거 프로세스를 통해 제어해야 합니다. 최상의 결과를 얻으려면 여과와 가스 제거를 함께 사용하세요. -
필터 조기 막힘의 원인은 무엇인가요?
과도한 드로스 또는 모래, 잘못된 PPI 선택, 업스트림 스키밍 및 플럭싱이 불충분합니다. 필요한 경우 업스트림 청소 및 더 거친 초기 필터로 해결합니다. -
필터 기공 크기와 두께가 주입 높이 제한에 영향을 줍니까?
예. PPI가 높고 두께가 클수록 헤드 손실이 증가합니다. 낮은 주입 높이 상황에서는 허용 가능한 유량을 유지하기 위해 더 낮은 PPI 또는 더 큰 필터 면적을 선택합니다. -
필터 성능에 대한 공급업체의 주장을 어떻게 검증해야 하나요?
유압 강하 곡선, 합금에 권장되는 PPI 범위, 매장 시험 데이터, 여과 전후의 RPT와 같은 타사 테스트 결과를 요청하세요. 용융물과 형상을 사용하여 짧은 파일럿을 실행합니다.
케이스
한 중견 다이캐스트 공급업체는 만성적인 표면 블로우홀이 있는 생산 셀에 30개의 PPI 알루미나 폼 필터를 도입했습니다. 필터 면적과 예열 절차를 일치시킨 후 RPT 점수가 개선되고 3개월 만에 표면 결함 거부율이 50% 이상 감소했습니다. 소모품 비용은 소폭 상승했지만 재작업이 감소하고 마무리 작업이 빨라져 이를 상쇄했습니다.
