用于铝熔液的过滤器及其制造方法技术

课题：提供用于铝熔液的过滤器及其制造方法，可使高纯度铝熔液中的成分没有溶出，并且具有以往的过滤器同等以上的弯曲强度，具有适度的与铝熔液的润湿性。解决手段：用无机质粘合剂2结合粒径一致的骨料1，由具有多个空隙3的三次元网眼构造体构成用于铝熔液的过滤器。其中，骨料1含有碳化硅、烧结氧化铝、电解氧化铝、氮化硅粒子中的至少一种，无机质粘合剂2的主成分为氮化硅。这种用于铝熔液的过滤器在高纯度铝熔液中的溶出极少。

【技术实现步骤摘要】
用于铝熔液的过滤器及其制造方法
本专利技术涉及为了去除铝和铝合金熔液中的固体杂质粒子的用于铝熔液的过滤器，以及用于铝熔液的过滤器的制造方法。
技术介绍
在制造铝制品时，需要去除铝和铝合金熔液(以下称铝熔液)中的固体杂质粒子(以下称杂质)。由于铝熔液和杂质并不会自然分离，因此通常使用过滤器来物理性地去除杂质。通过从铝熔液中去除杂质，有助于提高铝制品的成品率，防止最终制品的缺陷。关于过滤器的在先技术和关联技术，能够列举专利文献1-10。在先技术文献专利文献专利文献1日本特开平05-138339号公报专利文献2日本特开平09-227238号公报专利文献3日本特开2011-079045号公报专利文献4日本特开2001-039781号公报专利文献5日本特开2001-039779号公报专利文献6日本特开平10-286416号公报专利文献7日本特开平09-029423号公报专利文献8日本特开平05-009610号公报专利文献9日本特开2004-276047号公报专利文献10日本特开2005-272962号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的课题专利文献1的特征在于：无机质粘合剂的原料组成为氧化硼15-40重量％、氧化铝20-45重量％、二氧化硅15-25重量％，剩余部分为氧化镁、氧化钙和氧化锶中的一种以上构成，在无机质粘合剂中生成的9氧化铝·2氧化硼的针状结晶的长度为10μm以下。尽管该文献主张了这样的材料不会溶出游离态的硅，但是不能用作连数ppm的溶出都不能容许的用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献2的特征在于：无机质粘合剂的原料组成具有由氧化铝和氧化镁构成的尖晶石型结晶构造。这样的材料尽管不会溶出游离硅，但会溶出镁成分，所以也不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献3的特征在于：无机质粘合剂的原料组成为氧化硼40-60重量％、氧化铝5-30重量％、二氧化硅7-15重量％，剩余部分由氧化钠、氧化钾和氧化钙构成，使得适量的晶粒细化剂能通过。因而着眼点并没有放在抑制溶出成分上，会产生数十ppm的成分溶出，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献4的特征在于：无机质粘合剂的原料组成为氧化硼20-60重量％、氧化铝15-35重量％、二氧化硅7-30重量％，剩余部分由氧化镁和氧化钙中的至少一种以上构成，通过在指定温度下加热熔解来形成无机质粘合剂之后，冷却到870℃至750℃之间，保持该温度3-9小时。这是为了使冷却中生成的结晶量稳定，但是由于有数十ppm的成分溶出量，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献5的特征在于：由和专利文献4中相同的原料组成所构成，通过加热至1150℃-1400℃来熔解原料的方式，形成无机质粘合剂，之后以每小时20-60℃的冷却速度，冷却至750℃来获得产物。尽管硼成分和硅成分的溶出量很少，但仍有数十ppm的成分溶出量，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献6的特征在于：无机质粘合剂的原料组成为氧化铝15-35重量％、氧化硼30-40重量％、二氧化硅7-15重量％，剩余部分由氧化镁构成，在1150℃-1300℃下烧结。由于硅、硼、镁的各成分有数ppm的成分溶出量，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。在专利文献7中，无机质粘合剂的原料组成为二氧化硅25-35重量％、氧化硼20-60重量％、氧化铝25-35重量％，剩余部分由氧化镁构成，将烧结温度设定为1200℃-1300℃，其特征在于生成的9氧化铝·2氧化硼的针状结晶的量和长度。即便如此，硅、硼、镁的各成分仍有数ppm以上的成分溶出量，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。在专利文献8中，无机质粘合剂的原料组成为氧化硼5-15重量％、氧化镁5-50重量％、二氧化硅3-10重量％，剩余部分由氧化铝构成，尽管在实际操作中具有充分的强度，但是硅成分的溶出量为10ppm以上，不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。在专利文献9中，无机质粘合剂的原料组成为由氧化硼15-80质量％、氧化铝2-60质量％、氧化镁5-50质量％构成，此外，也可以含有30质量％以下比例的氧化钙。将这样的无机质粘合剂和骨料混炼、成形、干燥后，将烧结温度设定为1350℃，之后以每小时30-70℃的冷却速度冷却至800℃，使无机质粘合剂结晶化，从而得到过滤器。进一步地，将液体状的二氧化硅和碱成分通过喷雾法或浸涂法在过滤器表面形成涂层，能得到容易被铝熔液浸渍的高通过效率的过滤器。但是，即使采用这种方法，硅成分仍有数ppm以上的成分溶出量，所以不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。专利文献10是对专利文献9的改良，其无机质粘合剂的原料组成与专利文献9的相同。在专利文献9中没有提及涂层的烧结，在本文献中，涂层与基材同时烧结，或者先只烧结基材，之后再涂层，再进一步地烧结，其特征在于铝熔液更容易浸渍。尽管没有提及硅成分的成分溶出量，但记载了反应程度极少，因此能够想到有少量的硅成分的溶出。实际上，这样的过滤器不能用作用于高纯度铝熔液的过滤器。本专利技术的目的在于，通过采用与现有技术的无机质粘合剂成分完全不同的组成成分，提供一种用于铝熔液的过滤器及其制造方法，该过滤器无成分溶出，且其抗挠强度大于或等于现有的过滤器，具有适度的对铝熔液的润湿性，能够实用地用于高纯度铝熔液。解决课题的手段本专利技术提供了一种用于铝熔液的过滤器，其特征在于：对每100重量份的骨料粒子结合4-30重量份的无机质粘合剂，其中，骨料粒子含有碳化硅、电解氧化铝、烧结氧化铝和氮化硅中的至少一种，无机质粘合剂含有60-96重量％的金属硅粉和氮化硅粉中的至少一种，剩余部分含有氧化钇、氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化锆、二氧化硅、氧化铬、氧化铈、氧化镱、氧化镥、氧化锶、碳化硅、氧化钙、氧化钠和氧化钾中的至少一种。此外，本专利技术还提供了用于铝熔液的过滤器的制造方法，包括：对每100重量份的所述骨料粒子，添加4-30重量份的所述无机质粘合剂的工序；添加适量的有机粘合剂、离型剂和水等后混炼的工序；以及成形后在以1400℃-1850℃的烧结温度，其中在加热升温期间的1000℃以上的温度区域中存在压力为0.1-2.0兆帕的氮气或氨气气氛下进行烧结的工序。专利技术的有益效果将用于高纯度铝熔液的过滤器置入740℃的高纯度铝熔液中进行60天浸渍试验后，结果几乎没有成分的溶出。而鉴于基于现有技术制作的过滤器在相同温度条件下，在高纯度铝熔液中浸渍3天即可检测出数十ppm的硅成分和硼成分的溶出，因此本过滤器具有优越的耐成分溶出的特性是显而易见的。另外，能够确认本过滤器与基于现有技术制作的过滤器相比，具有同等以上的强度，在润湿性方面也能够充分浸渍，因此具有充分的实用性。不仅是在高纯度铝熔液中，即使将过滤器长时间浸渍在一般的铝熔液中，也不会有成分的溶出。因此无需再次调整成分，提高了作业效率。附图说明图1是表示用于高纯度铝熔液的过滤器的构造的模式图。附图标记说明1骨料2粘合剂3空隙具体实施方式下面将对本专利技术的用于高纯度铝熔液的过滤器(下文称为“本过滤器”)的一实施形态作出说明。此外，本专利技术的范围并不受本实施形态的限制。本过滤器由对每100重量份的骨料粒子结合4-30重量份的无机质粘合剂而成，其中，骨料粒子含有碳化硅、电解氧化铝、烧结氧化铝和氮化硅中的至少一种，无机质粘合剂2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于铝熔液的过滤器，其特征在于：对每100重量份的骨料粒子，结合4‑30重量份的无机质粘合剂，其中，所述骨料粒子含有碳化硅、电解氧化铝、烧结氧化铝和氮化硅中的至少一种，所述无机质粘合剂含有60‑96重量％的金属硅粉和氮化硅粉中的至少一种，剩余部分含有氧化钇、氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化锆、二氧化硅、氧化铬、氧化铈、氧化镱、氧化镥、氧化锶、碳化硅、氧化钙、氧化钠和氧化钾中的至少一种。

【技术特征摘要】
2017.03.07 JP 2017-0423641.用于铝熔液的过滤器，其特征在于：对每100重量份的骨料粒子，结合4-30重量份的无机质粘合剂，其中，所述骨料粒子含有碳化硅、电解氧化铝、烧结氧化铝和氮化硅中的至少一种，所述无机质粘合剂含有60-96重量％的金属硅粉和氮化硅粉中的至少一种，剩余部分含有氧化钇、氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化锆、二氧化硅、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：津山辰己，
申请(专利权)人：电化物产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP