一种蜂窝陶瓷过滤器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝陶瓷过滤器及其制备方法，属于无机非金属领域。所述蜂窝陶瓷过滤器，是将由莫来石、高岭土、超细二氧化硅、氧化铝、硅酸锆根据比例混合制成的陶瓷粉末和由胶水、甘油、水合纤维素组成的辅料混合而成的塑性泥料经过球磨、混料、粗练、陈腐、真空练泥、挤压成型，干燥切割后经烧结后获得的。本发明专利技术的蜂窝陶瓷过滤器高温强度好、热震稳定性好。具有成本低、操作简单，适应于工业化生产的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于无机非金属
，尤其涉及一种含有莫来石、高岭土、超细二氧化硅、氧化铝、硅酸锆作为陶瓷组分的蜂窝陶瓷过滤器及其制备方法。
技术介绍
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的排气，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。从二十世纪六十年代起，·在俄、美、英、中等国家陆续出现了硅酸铝纤维质、钥丝质、氮化硼纤维质等两维结构型过滤网，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；英国研制的钥丝质和美国研制的氮化硼纤维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。八十年代初美国最先研制成功的蜂窝陶瓷过滤器解决了耐火颗粒过滤器易漏粒和使用不方便的问题。蜂窝陶瓷直孔过滤器用于改善和提高铸件的质量，高质高密度直孔网眼，使产品具有很高的耐热冲击和耐高烧铸温度的特性，直孔式设计保证了流量和强度间的平衡，有效地去除杂质和渣粒等，使铸件机械性能、表面质量及产品合格率大大提高。蜂窝陶瓷直孔过滤器，对氧化物具有自然的化学吸附(亲和)能力，在孔的内壁上吸附金属液中的杂质(包括小于孔尺寸的微粒)，提高了过滤效果。先进的挤压式生产工艺，使陶瓷过滤片具有独特的正方形和三角形设计，它增加与陶瓷的接触面积，提高了过滤片吸附和捕捉细小杂质的能力，比非挤压式过滤片过滤效果佳，金属液流动平稳。提高了浇注速度和连续性；减少铸件废品率；改善铸件机械性能，延长使用寿命。蜂窝陶瓷直孔过滤器通过型内过滤可取得以下效果I.净化金属液,去除非金属杂质和气体；2.使金属液充型平稳，减少旋涡；3.简化浇注系统，提高工艺出品率；4.减少铸件气孔，优化细化金属组织；5.提高铸件表面质量和力学性能；6.降低铸件废品率；减少加工余量和提高刀具寿命，降低铸造成本。蜂窝陶瓷过滤器采用严格的配料配方，对粉体进行球磨，添加粘结剂，助烧结剂等进行搅拌捏合，经过时效处理、练泥处理、挤压成型、定型、切坯高温焙烧而成。目前，现有的蜂窝陶瓷过滤器有的是使用温度达不到预期要求的温度，有的是达不到预期的效果，有的是高温强度低，性能不稳定。
技术实现思路
针对上述现有蜂窝陶瓷蓄热体所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种具有很高的耐热冲击和耐高浇铸温度的特性，以适于冶金、铸造行业金属熔融物过滤的蜂窝陶瓷过滤器。提供一种上述蜂窝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，是本专利技术的另一专利技术目的。为达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案。 一种蜂窝陶瓷过滤器，是由陶瓷粉末和由胶水、甘油、水合纤维素组成的辅料混合而成的塑性泥料经过球磨、混料、粗练、陈腐、真空练泥、挤压成型，干燥切割后经烧结后获得；其特征在于所述陶瓷粉末是由以下重量百分数的原料组成莫来石50-70%高岭土5-10%超细二氧化硅3-10%氧化铝5-10°/。硅酸锆10-15°/。；所述塑性泥料由所述辅料与所述陶瓷粉末按照以下重量百分数混合胶水5-10%甘油3 -7%水5-10%纤维素3 -5%陶瓷粉末佘量。更进一步地，所述蜂窝陶瓷过滤器呈直孔中通结构。一种用于制备上述蜂窝陶瓷过滤器的方法，其特征在于，包括如下步骤a)陶瓷粉末制备步骤按照以下重量百分数混合各种原料得到陶瓷粉末莫来石50-70%高岭土5-10%超细二氧化硅3-10%氧化铝5-10%硅酸锆10-15%;b)塑性泥料制备步骤将所述陶瓷粉末和包括胶水、甘油、水、纤维素的辅料按照以下重量百分数混合得到塑性泥料 胶水5-10%甘油3 -7% 水5-10%纤维素3 -5% 陶瓷粉末佘量；c)挤压成型步骤将所述塑性泥料经过真空练泥后经成型机真空挤压成坯体；d)干燥定型步骤将所述坯体放入微波炉中干燥定型；并将定型后的坯体放入烘房，在100-110°C的温度下进行干燥硬化；e)端面加工步骤将干燥后的所述坯体进行端面加工，获得整齐的蜂窝端面；f)高温烧结步骤将加工好的完整蜂窝陶瓷坯体装入烧结炉，升温至1350_1450°C进行高温烧结，得到所述蜂窝陶瓷过滤器。更进一步地，在所述高温烧结步骤中，将所述完整蜂窝陶瓷坯体装入烧结炉后，先以60°C /h的升温速度升温至550°C进行低温排胶，待粘结剂挥发后，再以200°C /h的升温速度升温至1200°C，再以40°C /h的升温速度升温至1350-1450°C的烧结温度，并在该烧结温度下保温2-4小时。本专利技术的有益效果为由于莫来石属于耐火度很高的耐火材料，具有良好的高温力学、高温热学性能，因此，合成莫来石及其制品具有密度和纯度较高，高温结构强度高，高温蠕变率低，热膨胀率小，抗化学侵蚀性强，抗热震等优点。采用常规方法将其致密化需要很高的烧结温度，为了降低烧结温度和生产成本，在不影响使用的条件下，本专利技术采用一些较低熔点的材料将莫来石包覆起来，作为它们的基质部分，通过合理选择低熔点材料，使基质部分完全成了莫来石相，从而提高了产品的抗热震性。同时本专利技术加入硅酸锆利用其相变增韧提高产品的热稳定性。本专利技术还采用了水性粘结剂作为蜂窝陶瓷蓄热体的粘结剂，避免了采用传统的油脂等高分子作为粘结剂在烧结过程中排出有害气体对环境造成的污染。采用水性粘结剂的优势还表现在第一、烧结过程中水性粘结剂全部氧化，无有害气体排出，有利于环境保护；蓄热体中无残留有机水性粘结剂原料，有利于保证产品质量；第二、粘结剂制备以及产品成型、干燥过程中无有害气体挥发，有利于员工操作；第三、蜂窝陶瓷蓄热体坯体干燥速度快，有利于工业规模化生产和防止原料的浪费。本专利技术的蜂窝陶瓷过滤器有较大的比表面积，耐高温、热震稳定性好、强度高等优点。对金属熔融物有良好的过滤净化能力。本专利技术蜂窝陶瓷过滤器具有以下特点 I、具有非常高的高温工作强度，抗热震性能和抗金属液流冲击的能力。在工作中无任何掉渣或破裂现象，确保了熔融金属的过滤质量。2、具有极高的常温强度和抗机械冲击能力。在使用和运输中无任何破裂或损坏，大大地方便了过滤器的使用操作。3、具有非常显著的过滤效果。远远高于纤维过滤网的过滤效果。4、能够有效地减小浇注带来的金属液的紊流，使充型平缓，避免产生铸件表面缺陷。5、具有较大的金属流率，且流率稳定(不同于泡沫陶瓷过滤片其流率随被捕捉的夹杂物数量的增加而逐渐降低)。即使在熔融金属中夹杂物含量多的情况下，正常使用不会造成过滤片的堵塞。6、具有很高的化学稳定性，不受金属液酸碱性的影响，不改变金属液的化学成分。7、具有非常高的尺寸精度，可用于自动安放过滤片的生产线上。陶瓷过滤片的使用性能非常明显地优于纤维过滤网，纤维过滤网在过滤效果，减小金属液紊流的作用，高温强度等性能上都不如陶瓷过滤片。具体实施例方式实施例I首先，按照6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝陶瓷过滤器，是由陶瓷粉末和由胶水、甘油、水合纤维素组成的辅料混合而成的塑性泥料经过球磨、混料、粗练、陈腐、真空练泥、挤压成型，干燥切割后经烧结后获得；其特征在于：所述陶瓷粉末是由以下重量百分数的原料组成：所述塑性泥料由所述辅料与所述陶瓷粉末按照以下重量百分数混合：FSA00000566209100011.tif,FSA00000566209100012.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军虎，田建刚，王卫国，
申请(专利权)人：晋城市富基新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：