本发明专利技术涉及一种具有特殊高温化学稳定性的氧化镁质泡沫陶瓷过滤器，是以氧化镁、碳化硼、三氧化二硼组成陶瓷粉末，再加入甲基纤维素和水制备料浆，以软质聚氨脂泡沫塑料为载体，浸渍上述料浆，挤压制成坯料，干燥后烧结得到氧化镁质泡沫陶瓷过滤器。本发明专利技术的泡沫陶瓷过滤器在镁合金熔液中具有良好的高温稳定性，不污染合金，对镁合金熔液中的氧化夹杂和熔剂夹杂有良好的过滤和吸附能力，过滤净化效果好，热容小，使用时可不必预热，对流体阻力小，过滤量大，经金属镁及镁合金熔液的过滤净化试验，各项性能良好。
Magnesia ceramic foam filter
The invention relates to a magnesium oxide foam ceramic filter with special high-temperature chemical stability, is composed of ceramic powder by Magnesium Oxide, boron carbide, boron oxide three two, then adding methyl cellulose and water slurry prepared, using soft polyurethane foam as carrier impregnated with the slurry, extruding into blank, drying after sintering magnesia ceramic foam filter. The ceramic foam filter of the invention has good high-temperature stability in the molten magnesium alloy, no pollution of alloy, oxide in magnesium alloy melt inclusions and inclusions with filtering and good adsorption capacity, filtration and purification effect is good, small heat capacity, when used without preheating, the fluid resistance is small, the amount of filtering large, the metal magnesium and magnesium alloy melt filtration purification test, the performance is good.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及熔融金属的净化，具体涉及泡沬陶瓷过滤器。更具体地说，本 专利技术涉及含有氧化镁作为陶瓷组分的泡沬陶瓷过滤器，本专利技术制备的过滤器用 于镁合金熔体的过滤净化处理。技术背景在各种金属液态合金的熔炼和浇注过程中，由于非金属夹杂物和缩气孔等铸造缺陷导致的铸件废品率一般高达废品总数的50~60%。夹杂缺陷不仅严重降 低铸件的机械性能和铸造性能，也对铸件的切削加工及外观产生有害影响。净 化液态铸造合金，减少或消除其中的各种非金属夹杂物和排气，无疑是获得高 质量铸件的重要技术措施。过滤技术应用于铸造生产已有几十年的历史，但最初仅仅是用铁丝网、带 孔的钢板、多孔泥芯等简单的过滤器插入浇注系统中来滤除大块夹杂物。从六 十年代起，在俄、美、英、中等国家陆续出现了硅酸铝纤维质、钼丝质、氮化 硼纤维质等两维结构型内过滤网，并在生产中得到应用，取得了一定效果。但 是，所有这些过滤网只能通过机械筛分作用滤除金属液中的大块夹杂物和极少 数小夹杂物。由于硅酸铝纤维过滤网的耐火度和强度均较低，只能用于有色合 金、铸铁和小型铸钢件的过滤，难以长时间地承受高温金属流体的冲击；英国 研制的钼丝质和美国研制的氮化硼纤维质过滤网虽能用于过滤铸钢等高温合 金，但因其价格昂贵，使其应用受到限制。用于铸造合金过滤的还有直孔芯型 陶瓷过滤器和耐火颗粒过滤器，但它们的孔隙率均较小，而且前者的过滤效率 仍较低，过滤效果不稳定，后者由于颗粒间无粘结作用，使其易漏粒，使用也 不方便。七十年代初美国最先研制成功的烧结型多孔陶瓷过滤器虽然解决了耐 火颗粒过滤器易漏粒和使用不方便的问题，但与八十年代初美国最先研制成功 的蜂窝直孔陶瓷过滤器一样，孔隙率仍然较小， 一般小于50%,使得金属液的过 流率较低。泡沬陶瓷过滤器是继耐火纤维过滤网、蜂窝直孔陶瓷过滤器之后的第三代过滤产品，最早的泡沬陶瓷过滤器是1978年美国Consolidated Aluminum公司 研制成功的铝合金用泡沬陶瓷过滤器，其商品名为Selee/Al。 1984年又研制出 了用于过滤黑色金属的泡沬陶瓷过滤器Selee/Fe。国内铸造合金用泡沬陶瓷过 滤器的发展始于八十年代初，哈尔滨理工大学于1982年最早研制成功的泡沬陶 瓷过滤器只能用于铝合金的过滤。泡沬陶瓷过滤器是釆用聚氨酯泡沬塑料为载体，将其浸入由陶瓷粉末、黏 结剂、助烧结剂、悬浮剂等制成的浆料中，然后挤掉多余浆料，使陶瓷浆料均 匀涂敷于载体骨架成为坯体，再把坯体烘干并经高温焙烧而成。泡沫陶瓷过滤 器具有与泡沬塑料相似的孔隙结构，通孔率达85 ~ 90%。由于独特的三维立体网状结构所具有的特殊过滤净化机理(机械拦截；排 气整流浮渣；细微夹渣深层吸附)，泡沫陶瓷过滤器的净化效果是耐火纤维过滤 网和蜂窝直孔陶瓷过滤片不可比拟的，它的特点是刚性骨架结构均勻，过滤后 的金属液质量分散度小，过滤精度好等，不但可以滤去金属液中大部分小至数 微米的微小固体悬浮夹杂物，还可以滤去液态的熔渣和气体。使用泡沬陶瓷过 滤器过滤熔融金属液体，还可以使金属液的流速变得缓和有序，大大改善铸件 的显微组织和力学性能，提高铸件的质量和致密性，减少铸件切削加工时刀具 的磨损。实践证明，泡沬陶瓷过滤器的过滤效率高达75~97%,因此，泡沬陶瓷 过滤器已经广泛应用在铝、铜、钢铁的融体净化中，受到越来越多的冶金、铸 造企业青睐。近十多年来，囯内外已根椐不同合金的特点，发展了多种不同材质的泡沬 陶瓷过滤器，如美国专利3893917、 3962081 、 4024056、 4075303，中国专利 85102359A、 87101800.4、 92102883. 0等等。这些泡沫陶瓷过滤器以氧化铝、氧 化硅、氧化锆、碳化硅等材料制成，可以用于过滤一般的铝合金、铜合金、铸铁、铸钢等。镁合金的净化对于镁合金应用范围的扩大具有重要意义。普通镁合金的缺 点是耐腐蚀性差，某些环境中在较短的时间内会因腐蚀造成零件失效。这是因为镁的标准电极电位为-2. 34v，是自然界中很容易遭受腐蚀的一种金属。镁和镁合金液容易氧化和燃烧，氧化皮容易造成氧化夹杂。长期以来，镁合金铸造生产中的氧化夹杂与熔剂夹杂缺陷一直是一个比较 突出的问题，夹杂缺陷的存在显著降低了铸件的机械性能，还会降低铸件表面 的完整性与光洁度，大大降低铸件表面的抗蚀性。因此， 一些重要的镁铸件对 夹杂缺陷的限制极其严格。釆用泡沬陶瓷过滤器对镁合金熔液进行过滤，是去 除夹杂的一种有效途径。'但是，镁和镁合金的过滤对于泡沫陶瓷过滤器的要求十分严格，镁合金铸 件绝不可采用普通的泡沬陶瓷过滤器过滤。这是由于氧化镁的标准生成自由焓很低，高温下熔融镁极易与一些标准生成自由焓较高的氧化物如Si02和Al203等 反应生成MgO,而现有的泡沬陶瓷过滤器多以Si02和人1203等为骨料，若使用这 些泡沫陶瓷过滤器来过滤镁合金，会使过滤器的骨架被迅速侵蚀以至消失，MgO 等反应生成物进入镁液中而严重污染镁液，其结果是非但不能净化合金，反而 给合金液中带来更多的夹杂物。因此， 一般的Si02和Ah03类泡沬陶瓷过滤器在高温镁合金熔体中都将迅速 溶解，不能用于镁合金熔体的过滤，需要研究镁合金专用泡沬陶瓷过滤器。由 于镁合金泡沬陶瓷过滤器需要具有特殊的高温化学稳定性，必须具备良好的阻 挡氧化夹杂、熔剂夹杂和吸附氯离子的能力，适用于镁合金泡沬陶瓷过滤器的 材料选择范围十分狭窄，从工业的角度考虑，仅能在MgO、 CaO等有限的几种材 料中进行选择。氧化镁对于镁合金有很好的高温化学稳定性，可在高温镁合金液中长时间 浸泡而不与镁合金发生化学反应，而且由于氧化镁与镁合金液中的液态熔剂润湿角很小，氧化镁质泡沬陶瓷过滤器极易吸附镁合金中的熔剂液滴，从而使镁 合金铸件免除了熔剂夹杂缺陷，因此，采用氧化镁制作泡沬陶瓷过滤器是比较 合适的。但是，由于氧化镁不易烧结，单纯的氧化镁也不可能具备所有希望的 功能，因此，制造出合格的适合于镁合金的氧化镁质泡沬陶瓷过滤器具有一定 的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有特殊高温化学稳定性的氧化镁质泡沬陶瓷过 滤器，以适合于镁和镁合金的过滤净化。-提供一种上述氧化镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，使制得的过滤器具有 良好的烧结和综合物理性能，同时降低过滤器的生产成本，是本专利技术的另一发 明目的。本专利技术的氧化镁质泡沬陶瓷过滤器是以下述重量百分数的原料 氧化镁 95~98% 碳化硼 1~ 3%三氧化二硼 1~ 2%组成陶瓷粉末，以此为基础，再加入以下辅料 甲基纤维素 1.5~2. 5%水 30~50%制备料浆，以软质聚氨脂泡沬塑料为载体，浸渍上述料浆，挤压制成坯料，干燥后烧 结得到氧化镁质泡沬陶瓷过滤器。由于镁合金熔炼工艺复杂，而且镁合金比其它有色金属(如铝合金)更活 泼，高温熔融镁合金液体极易与一般泡沬陶瓷过滤器的主要成份如氧化铝、二 氧化硅反应，从而使泡沬陶瓷过滤器迅速熔解，使铸件很难避免氧化夹杂与熔 剂夹杂。因此，镁合金的过滤必须采用具有特殊高温化学稳定性的泡沬陶瓷过滤器。从工业角度讲，满足镁合金过滤要求的原料范围狭窄，只有MgO、 CaO等有 限几种。CaO有很大的吸湿倾向，烧结制成的泡沫陶瓷过滤器存放时，CaO与水 和水蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化镁质泡沫陶瓷过滤器，是以下述重量百分数的原料：氧化镁９５～９８％碳化硼１～３％三氧化二硼１～２％组成陶瓷粉末，以此为基础，再加入以下辅料：甲基纤维素１．５～２．５％水 ３０～５０％制备浆料，以软质聚氨脂泡沫塑料为载体，浸渍上述浆料，挤压制成坯料，干燥后烧结得到氧化镁质泡沫陶瓷过滤器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军虎，关晋军，逯文强，刘志刚，田建刚，秦胜利，
申请(专利权)人：晋城市富基新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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