세라믹 폼 필터 용융 금속 여과용 세라믹 폼 필터는 고순도 세라믹 분말, 제어된 슬러리 유변학, 반복 가능한 함침 및 과잉 슬러리 제거, 세심한 건조, 바인더 연소 및 제어 소결을 통해 유기 폼 함침 경로를 통해 가장 안정적으로 생산됩니다. 적절한 원료 선택, 공정 제어 및 품질 검증을 통해 산화물 개재물과 비금속 입자를 제거하면서 난류와 금속 손실을 최소화하는 필터가 생산되므로 올바르게 제조된 세라믹 폼 필터는 최신 알루미늄 파운드리에 필수 소모품입니다.
세라믹 폼 필터의 기능 및 중요성
세라믹 폼 필터는 개방형 셀의 3차원 세라믹 네트워크로 비금속 이물질을 가두고 용융 금속 흐름을 원활하게 합니다. 알루미늄 주조 공장에서는 산화물과 드로스를 줄이고 금형과 금형을 보호하며 최종 주물의 기계적 특성을 개선합니다. 그 성능은 기공 형상, 벽 두께, 표면 화학에 따라 달라지며, 이는 모두 업스트림 제조 선택에 의해 설정됩니다. 또한 읽어보세요: 세라믹 필터 만드는 방법.
알루미늄 주조의 주요 성능 역할
- 네트워크 내에서 기계적 포함 캡처 및 보존.
- 난기류와 가스 유입을 줄이기 위한 흐름 평활화.
- 용융 알루미늄과 접촉 시 열 및 화학적 안정성을 보장합니다.
원료 및 일반적인 슬러리 배합
주요 매트릭스 재료로는 비용과 화학적 안정성이 균형을 이루는 고순도 알루미나(Al2O3), 열충격 저항성을 향상시키는 탄화규소(SiC), 극한의 인성이 필요한 지르코니아 혼합물 등이 있습니다. PVA 또는 메틸셀룰로오스와 같은 바인더는 녹색 강도를 제공합니다. 분산제와 수분 함량 조절은 폼 템플릿의 완전한 침투에 필요한 유변학을 생성합니다.
| 구성 요소 | 일반적인 wt% | 역할 |
|---|---|---|
| 세라믹 분말(Al2O3/Sic 혼합) | 60 - 92 | 소결 후 구조 네트워크 |
| 바인더(PVA, PVOH) | 0.5 - 6 | 친환경 강도 |
| 콜로이드 실리카/용해성 유리 | 2 - 10 | 소결 지원 |
| 물 / 용제 | 8 - 30 | 유변학 제어 |
주요 제조 경로와 그 장단점
주요 산업 방식으로는 폴리머-스펀지 복제(복제 방법), 슬러리의 직접 발포, 벌집 모양의 셀 모양을 위한 압출, 맞춤형 또는 소량 부품을 위한 적층 제조가 있습니다. 알루미늄 파운드리 필터의 경우, 폴리머-스펀지 복제 방식은 저렴한 템플릿 폼에서 오픈 셀 토폴로지를 대규모로 안정적으로 재현할 수 있기 때문에 주로 사용됩니다.
단계별 프로세스: 폴리머 스펀지(복제) 방법
1. 템플릿 선택 및 자르기
오픈셀 폴리우레탄 또는 기타 폴리머 폼을 선택합니다. 셀 수에 따라 최종 기공 크기가 결정됩니다. 알루미늄 파운드리 필터의 경우 일반적인 셀 수는 10~60ppi입니다. 소결 후 트리밍할 수 있도록 블랭크를 약간 큰 크기로 자릅니다.
2. 슬러리 준비
세라믹 분말, 바인더, 분산제 및 물을 덩어리가 없는 균일한 슬러리에 고단전단 혼합합니다. 목표 고형물 로딩은 일반적으로 필요한 벽 두께와 분말 특성에 따라 60~85wt%입니다.
3. 함침
딥 앤 스퀴즈, 진공 함침 또는 압력 사이클링을 통해 슬러리가 모든 열린 셀에 침투합니다. 보정된 롤러로 초과 제거가 수행되며 롤러 갭에 따라 잔류 코팅 두께와 최종 벽 두께가 설정됩니다.
4. 건조
저온(80-120°C)에서 제어된 건조와 느린 램핑으로 차압 수축으로 인한 균열을 방지합니다. 오븐 체류 시간은 파트 두께에 따라 다릅니다.
5. 바인더 번아웃
유기 템플릿과 바인더를 제거하기 위해 공기 중 300~700℃로 천천히 가열합니다. 홀드 스텝과 제어된 환기로 내부 폭발을 방지하고 스트럿 무결성을 유지합니다.
6. 소결
세라믹 입자를 조밀하게 만들기 위한 최종 소결. 알루미나의 경우 최고 온도는 일반적으로 1100~1600°C이며, 램프 및 담금 프로파일은 수축과 최종 강도를 제어합니다. 여기서 세심한 제어를 통해 내화학성과 원치 않는 유리상이 발생하지 않는지 여부를 결정합니다.
프로세스 제어 및 중요 매개변수
| 매개변수 | 일반적인 범위/대상 | 중요한 이유 |
|---|---|---|
| 거품 세포 수 | 10 - 60ppi | 모공 크기 및 헤드 손실 설정 |
| 슬러리 고체 | 60 - 85 wt% | 벽 두께 제어 |
| 건조 온도 | 80 - 120 C | 크랙 방지 |
| 번아웃 램프 | 0.5 - 2°C/min ~ 350-700°C | 폭발 방지 |
| 소결 피크(Al2O3) | 1100 - 1600 C | 스트럿 밀도 강화 |
품질 관리 및 승인 테스트
일반적인 QC 검사: 개방 다공성(아르키메데스 또는 포로메트리), 기공 분포, 압축 강도, 열충격 저항, 내포물 수 감소를 측정하는 파운드리 내 여과 시험. 중요한 응용 분야에는 파우더 로트 및 킬른 배치별 추적성을 권장합니다. 일반적인 개방형 다공성 목표는 등급에 따라 70~92%입니다.
디자인 선택: 기공 크기, 두께 및 애플리케이션 매핑
| 기공(ppi) | 일반적인 애플리케이션 | 실용적인 참고 사항 |
|---|---|---|
| 10 - 20 | 대형 잉곳, 라이저 흐름 | 낮은 헤드 손실 |
| 20 - 30 | 빌렛 주조, 반연속 주조 | 밸런스 캡처 대 흐름 |
| 30 - 45 | 얇은 섹션, 마감 | 더 미세한 포함 제거 |
| >45 | 특수 마감 | 더 높은 헤드 손실 |
환경, 건강 및 생산 규모 포인트
폴리머 템플릿에서 발생하는 번아웃 배출은 포집 및 처리가 필요합니다. 미세 세라믹 분말을 취급할 때는 먼지 제어가 필수적입니다. 규모 측면에서 연속 롤러 함침 라인과 터널 가마는 부품당 단가를 낮춥니다. 많은 생산업체가 반복 가능한 주기를 위해 지능형 가마 제어 기능을 갖춘 턴키 생산 라인을 제공합니다.
애드테크 제품군이 파운드리 워크플로우를 지원하는 방법
AdTech는 일반적인 ppi 등급 및 두께의 알루미나 세라믹 폼 필터와 함께 세라믹 단열 보드, 세라믹 섬유 로프 및 블랭킷을 공급하여 주입 시스템을 보호합니다. 생산에 도입하려면 평가판 팩과 맞춤형 기술 지원을 요청하여 합금 및 주입 형상에 맞는 필터 등급을 최적화하세요. 애드테크의 제조 노트는 표준 산업 공정 순서와 일치합니다.
설치, 저장 및 문제 해결
필터를 예열하여 열 충격을 최소화하고 처음 사용할 때 잘 젖도록 합니다. 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하세요. 일반적인 고장 모드에는 급격한 가열로 인한 균열과 업스트림 드로스로 인한 막힘이 있으며, 느린 램프와 업스트림 가스 제거로 해결합니다.
최종 의견 및 권장 자격 단계
생산 등급 확인: 개재물 계수, 기계적 테스트 쿠폰 및 표면 마감 검사를 통해 나란히 주조 시험을 실행합니다. 배치 및 킬른 구역을 추적하여 이상 징후를 추적합니다. 대규모 사용의 경우 QC 시스템 및 환경 제어에 대한 공급업체 감사를 고려하세요.
자주 묻는 질문(FAQ)
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6xxx 시리즈 알루미늄 빌릿에는 어떤 기공 수를 사용해야 하나요?
일반적인 시작점은 20~30ppi이며, 시험용 캐스트를 실행하여 포함물 제거와 헤드 손실의 균형을 맞춥니다. -
세라믹 폼 필터를 재사용할 수 있나요?
아니요, 일회용 소모품이므로 재사용하면 이물질이 갇히거나 구조가 약화될 위험이 있습니다. -
알루미나 필터가 용융 알루미늄과 반응하나요?
고순도 알루미나는 알루미늄과 화학적으로 안정적이며, 반응할 수 있는 잔류 유리상을 피하기 위해 정확한 소결이 이루어져야 합니다. -
셀 크기는 흐름과 여과에 어떤 영향을 미치나요?
셀이 클수록 압력 강하가 적고 더 많은 유량을 허용하지만 미세한 이물질을 더 적게 제거하며, 셀이 작을수록 포집 능력과 헤드 손실이 증가합니다. -
실리콘 카바이드 필터가 더 나은가요?
SiC는 열충격 저항성과 내마모성이 뛰어나므로 주입 온도와 취급에 따라 선택하세요. -
표준 소결 온도는 얼마인가요?
알루미나 필터는 일반적으로 제형과 원하는 강도에 따라 1100~1600°C에서 소결합니다. -
프로덕션에서 사용하기 전에 필터를 테스트하려면 어떻게 해야 하나요?
다공성, 치수 공차를 검증하고 소규모 파운드리 시험을 실행하여 인클루전 수 감소를 측정합니다. -
첫 번째 주입 시 필터 균열의 원인은 무엇인가요?
급격한 온도 변화 또는 갇힌 습기; 필터를 예열하고 건조한 보관을 보장합니다. -
필터가 금속 화학을 변화시키나요?
제대로 생산된 필터는 불활성이며, 소결 상태가 좋지 않거나 오염된 필터는 불순물을 함유할 수 있으므로 자격을 갖춘 공급업체에서 구입하세요. -
대량 사용을 위해 공급업체를 선택하려면 어떻게 해야 하나요?
일관된 품질 관리, 추적성, 생산 라인 기능, 시험 및 조정을 위한 엔지니어링 지원을 찾아보세요.
최종 참고 사항
생산용 필터 등급을 인증하려면 사용하는 정확한 형상의 시험 샘플을 요청하고 필터를 사용하거나 사용하지 않고 나란히 주조 테스트를 실행하여 포함 개수, 기계적 특성 및 표면 마감을 측정하세요. 대규모 생산의 경우 턴키 라인을 제공하는 공급업체나 번아웃 배출에 대한 환경 제어 기능을 갖춘 계약 제조를 고려하세요.
세라믹 폼 필터 플레이트에 대해 자세히 알고 싶으시면 다른 가이드를 참조하세요: