一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器及其制备方法，属于液态金属过滤器技术领域，所述制备方法包括：甲基纤维素钠与聚乙烯亚胺复合表面活化剂水溶液配制；将基础骨料

【技术实现步骤摘要】
一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及液态金属过滤器
，特别是涉及一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器及其制备方法
。

技术介绍

[0002]金属熔融过程中的夹渣在铸件缺陷中占有较大比重
。
采用过滤器过滤液态金属则可效地拦截液态金属中的夹杂物，大幅度降低由熔渣与杂质导致的铸件废品
。
[0003]常用的铸造过滤器有：耐火纤维网式过滤器
、
直孔过滤器和泡沫陶瓷过滤器
。
在这三种过滤器中，耐火纤维网式过滤器过滤流程短，直孔过滤器过滤通道为直通道，而泡沫陶瓷过滤器由于其独特的结构而具有滤饼机制
、
表面效应
、
整流效应等，其过滤效果最好
。
但是，泡沫陶瓷过滤器在存在强度低
、
使用过程中易碎裂的问题
。
另外，还有一种高硅氧波纹布叠层体过滤器，其相对于普通的耐火纤维网式过滤器，过滤性能好，提高了耐液态金属冲击性能
。
但这种叠层体过滤器与泡沫陶瓷过滤器相比，表面积（包括内表面积）仍较小，表面效应不明显
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的一在于提供一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器的制备方法，将耐火纤维网式过滤器和泡沫陶瓷过滤器复合，解决了现有产品强度低等性能差的问题
。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供采用上述制备方法制备的金属铸造用复合材料陶瓷过滤器
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器的制备方法，包括：提供网状聚氨酯泡沫塑料和高硅氧纤维网格布为作为陶瓷载体；根据要制备的过滤器规格（孔密度和尺寸），选取一定孔密度的网状聚氨酯泡沫塑料，并在其上割取一定长
、
宽
、
厚的泡沫塑料陶瓷载体；裁剪出长和宽与泡沫塑料陶瓷载体相同的高硅氧纤维网格布陶瓷载体；复合表面活化剂制备
。
在水中分别加入甲基纤维素钠 (CMC)
和聚乙烯亚胺 (PEI)
，搅拌均匀，配制出复合表面活化剂水溶液，其中甲基纤维素钠 (CMC)
与聚乙烯亚胺 (PEI)
的质量比为
1:1
，水溶液浓度为
1.0wt%
‑
2.5wt%
；使用所述复合表面活化剂水溶液对陶瓷载体进行表面活化处理；活化处理时将两种陶瓷载体浸入活化剂水溶液 2
‑3小时；浆料配制：将基础骨料
α
‑
Al2O3、
增韧骨料
ZrO2、
助烧剂
Fe2O3、
流变剂黏土（钠基膨润土）
、
粘结剂糊精和水混合而形成浆料，其中
ZrO2为基础骨料的
10wt%
ꢀ‑
15wt%
，
Fe2O3为基础骨料的
2wt%
ꢀ‑
2.5wt%
，黏土为基础骨料的
4wt%
ꢀ‑
5wt%
，糊精为基础骨料
2.5wt%
ꢀ‑
3wt%
，加水量为基础骨料的
35wt%
‑ꢀ
45wt%
；
α
‑
Al2O3和
ZrO2的纯度
>99wt
％
、
平均粒度为
45 μ
m
，其他原料
为工业纯度；将经过表面活化处理的泡沫塑料陶瓷载体和高硅氧纤维网格布陶瓷载体浸渍在所述浆料中并使其充分吸收所述浆料，其中泡沫塑料陶瓷载体和高硅氧纤维网格布陶瓷载体可以从复合表面活化剂水溶液取出后直接浸渍在所述浆料中，也可以从复合表面活化剂水溶液取出后适当晾干，然后浸渍在所述浆料中；对充分吸收所述浆料的泡沫塑料陶瓷载体进行双辊挤压以去除多余浆料；其中，双辊挤压时双辊反向转动，辊间距可以调整，挤压时辊间距为泡沫塑料厚度的
2/3
‑
1/2
；对双辊挤压后的泡沫塑料陶瓷载体上下两表面（非厚度的四个侧面）分别贴合浸渍过所述浆料的高硅氧纤维网格布陶瓷载体，并放入两板之间挤压，挤压时板间最小间隙等于双辊挤压以去除泡沫塑料陶瓷载体中多余浆料时的辊间隙，使高硅氧纤维网格布陶瓷载体和泡沫塑料陶瓷载体贴紧，制成叠层坯体；干燥并预烧结所述叠层坯体，其中干燥为自然干燥 36
‑ꢀ
48
小时；预烧结温度为
800
‑ꢀ
1000℃
，预烧结时间为2‑ꢀ3小时；用重量为浆料重量
25wt
％
‑ꢀ
30wt
％的水稀释浆料；将预烧结的叠层坯体浸入已稀释的浆料中并使其充分吸收已稀释的浆料，叠层坯体可在浆料中适当晃动；从已稀释的浆料中取出预烧结的叠层坯体并进行干燥处理；以及再次烧结叠层坯体而形成液态金属过滤器；干燥为自然干燥 36
‑ꢀ
48
小时；再次烧结温度为
1350
‑ꢀ
1450℃
，再次烧结时间为1‑ꢀ2小时
。
[0007]优选的，泡沫塑料陶瓷载体孔密度为每英寸
10
‑ꢀ
40
个孔（即
10
‑ꢀ
40PPI
，每英寸的孔数通常用
PPI
来表示，如每英寸
10
孔表示为
10PPI
）
。
孔密度根据要制备的过滤器规格选取
。
[0008]优选的，高硅氧纤维网格布陶瓷载体采用直径为
0.3
‑ꢀ
0.5 mm
的高硅氧纤维线编织得到，高硅氧纤维网格布陶瓷载体的方孔边长为 2
‑ꢀ
4 mm。
[0009]本专利技术还提供了一种复合材料金属铸造用过滤器，根据上述制备方法制得
。
[0010]有益效果：本专利技术采用聚氨酯泡沫塑料和高硅氧纤维网格布的复合体作为载体，解决了现有的泡沫过滤器强度低
、
易碎裂
、
抗热震稳定性差等技术问题，进而提高了使用性能
。
附图说明
[0011]图1是本专利技术提供的一种复合材料金属铸造过滤器的制备方法的流程示意图
。
[0012]图2是本专利技术中叠层坯体的截面示意图
。
图中，
1、
浸渍过浆料的网状聚氨酯泡沫塑料；
2、
浸渍过浆料高硅氧纤维网格布
。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
[0014]提供陶瓷载体：提供网状聚氨酯泡沫塑料和高硅氧纤维网格布为作为陶瓷载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属铸造用复合材料陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：提供网状聚氨酯泡沫塑料和高硅氧纤维网格布为作为陶瓷载体；在水中分别加入甲基纤维素钠和聚乙烯亚胺配制复合表面活化剂水溶液，其中甲基纤维素钠与聚乙烯亚胺的质量比为
1:1
，复合表面活化剂水溶液浓度为
1.0wt%
‑
2.5wt%
；使用所述复合表面活化剂水溶液对陶瓷载体进行表面活化处理；浆料配制：将基础骨料
α
‑
Al2O3、
增韧骨料
ZrO2、
助烧剂
Fe2O3、
流变剂黏土
、
粘结剂糊精和水混合而形成浆料；将经过表面活化处理的陶瓷载体浸渍在所述浆料中并使其充分吸收所述浆料；对充分吸收所述浆料的网状聚氨酯泡沫塑料进行双辊挤压；被双辊挤压后的网状聚氨酯泡沫塑料上下表面分别贴合浸渍过所述浆料的高硅氧纤维网格布，并挤压，使高硅氧纤维网格布和泡沫塑料贴紧，制成叠层坯体；干燥并预烧结所述叠层坯体；用重量为浆料重量
25wt
％
‑ꢀ
30wt
％的水稀释浆料；将经过预烧结的所述叠层坯体浸渍在已稀释的浆料中并使其充分吸收已稀释的浆料；从已稀释的浆料中取出叠层坯体并进行干燥处理；以及再次烧结叠层坯体而形成液态金属过滤器；其中，预烧结温度为
800
‑ꢀ
1000℃
，预烧结时间为2‑ꢀ3小时；再次烧结温度为
1350
‑ꢀ
1450℃
，再次烧结时间为1‑ꢀ2小时
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述网状聚氨酯泡沫塑料孔密度为每英寸
10

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤章，熊毅，李锋军，殷立涛，冯婷，马战红，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：