鑄銅泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)應(yīng)用方案及分析

何忠偉

摘 要：在北方地區(qū)，壓機(jī)停機(jī)一段時(shí)間后，液壓油在低溫環(huán)境下，粘度變大甚至凝結(jié)，嚴(yán)重影響壓機(jī)再次開(kāi)機(jī)，本文針對(duì)低溫條件液壓油不能滿(mǎn)足實(shí)際使用要求的狀況，設(shè)計(jì)了一種內(nèi)置式液壓油加熱裝置。

關(guān)鍵詞：泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng);過(guò)濾夾雜物;直澆道

1 引 言

銅是人類(lèi)最早使用的金屬之一，自然界的銅，多數(shù)以化合物即銅礦石存在，銅是柔軟的金屬，表面切開(kāi)時(shí)為橙色帶金屬光澤，單質(zhì)呈紫色，銅有極好的延展性，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性高;因此，是電纜、電氣和電子元件中最常用的材料，也可組成眾多種合金，銅也被應(yīng)用于我們生活的方方面面。

生產(chǎn)水龍頭的銅通常有：鉛黃銅，青銅和無(wú)鉛銅（也有叫環(huán)保銅）三種。青銅和無(wú)鉛銅原材料價(jià)格較高，在生產(chǎn)工序中工藝比較復(fù)雜，所以產(chǎn)品價(jià)格普遍很高。鉛黃銅是使用最普遍的材料，全世界90%水龍頭都是用鉛黃銅生產(chǎn)的。

銅的鑄造性能差，在熔化時(shí)銅吸收一氧化碳和二氧化硫等氣體。在冷卻過(guò)程中，這些氣體分離出來(lái)造成氣孔。因此熔化銅時(shí)常加入一些磷作為脫氧劑，銅在1150-1200℃時(shí)進(jìn)行澆注，渣孔、氣孔長(zhǎng)期影響到鑄銅件的質(zhì)量，導(dǎo)致成品率低，因此解決渣孔、氣孔問(wèn)題是解決成品率低的主要途徑。

2泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)作用

在鑄造銅件生產(chǎn)中，由于銅液里的夾雜物，鑄造時(shí)會(huì)造成銅件缺陷，導(dǎo)致銅件廢品率一般25%～40%之間。采用泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾技術(shù)，可以有效地減少或消除其中的非金屬夾雜物，凈化銅液。

泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)，采用聚氨酯泡沫塑料為前驅(qū)體，浸掛耐火漿料成型工藝，經(jīng)高溫?zé)Y(jié);具有三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特種陶瓷制品，它具有獨(dú)特的三維連通曲孔網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)以及80%-90%開(kāi)孔率。

（1）過(guò)濾凈化機(jī)制：三維連通結(jié)構(gòu)曲孔網(wǎng)狀骨架，銅液中夾雜物被過(guò)濾網(wǎng)阻擋過(guò)濾;

（2）物理吸附：過(guò)濾器置于型腔的直澆道中，澆注時(shí)當(dāng)?shù)谝还梢毫鞯诌_(dá)過(guò)濾器入口端表面時(shí)，產(chǎn)生液流與泡沫網(wǎng)架的吸附現(xiàn)象。這種吸附主要是以無(wú)選擇的多分子層物理吸附為主，夾雜物在過(guò)濾器網(wǎng)架的逐層吸附直至堵塞為止。

（3）整流機(jī)制：銅液通過(guò)過(guò)濾后，從紊流狀態(tài)變成層流，防止二次氧化、減少銅液沖刷，有利于夾雜物上浮，使銅液流動(dòng)更加平穩(wěn)，降低渣孔、氣孔不良缺陷。

高效地濾除金屬液中的大塊夾雜物和大部分小至數(shù)10μm的的微小懸浮夾雜物。與耐火纖維過(guò)濾網(wǎng)及直孔蜂窩陶瓷過(guò)濾器等相比，具有耐火度高、強(qiáng)度高、過(guò)濾效果好、過(guò)濾效率高等特點(diǎn);能顯著降低.

3碳化硅泡沫陶瓷在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用

在鑄造應(yīng)用領(lǐng)域中，碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)，在球鐵、灰鐵及有色金屬液過(guò)濾，可有效過(guò)濾雜質(zhì)，紊流，提高鑄件表面質(zhì)量及成品率，但是，在有色金屬中的鑄銅件，對(duì)碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)物理性能非常苛刻。

4生產(chǎn)案例

某鑄造廠(chǎng)生產(chǎn)鑄銅水龍頭，水閥，材質(zhì)：鉛黃銅，青銅，一箱4～8件，砂型及砂芯，澆注重量7～8kg鑄銅件，澆注溫度1150～1160℃，陶瓷過(guò)濾網(wǎng)安放在直接澆道底部;

4.1澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道、集渣包、過(guò)濾網(wǎng)座、內(nèi)澆澆道組成，具體參數(shù)如下：澆口杯上口直徑150mm，高度110mm，下口直徑35mm，直澆道直徑30mm，泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)尺寸SIC 40*11 -25ppi，銅液進(jìn)入型腔向兩端擴(kuò)散開(kāi)，有效充滿(mǎn)型腔。

4.2泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)使用，銅件加工后有夾渣缺陷

泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)（碳化硅質(zhì)）各項(xiàng)物理性能指標(biāo)檢測(cè)合格，但在鑄銅件上應(yīng)用不理想，銅件加工后夾渣缺陷忽高忽低，比例12%～25%。

4.2.1碳化硅質(zhì)泡沫陶瓷過(guò)濾器物理性能參數(shù)控制

經(jīng)展開(kāi)排查多批次檢測(cè)記錄物理性能參數(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果為合格，外觀質(zhì)量都在控制范圍內(nèi)，但是，在鑄銅應(yīng)用依然出現(xiàn)夾渣缺陷高，推斷鑄銅密度高，粘度大澆注時(shí)可能會(huì)影響銅液過(guò)流量，增加過(guò)濾器沖擊阻力，引起澆注破碎。

4.2泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)改善方案

對(duì)漿料的調(diào)整提高產(chǎn)品的過(guò)濾量，改善表面圓潤(rùn)性，降低產(chǎn)品被銅液沖擊阻力;對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵工序進(jìn)行每班檢查控制，減少堵孔、提高通孔率和上漿均勻性，降低體積密度，增加過(guò)濾流量。

4.3鑄銅件加工情況

4.4結(jié)論

鑄銅生產(chǎn)過(guò)程中，由于銅液體密比較重，粘性高，澆注過(guò)程中銅液流動(dòng)性比較差，沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)體積密度控制 0.38～0.50g/cm，通孔率控制82%～85 %， 過(guò)濾網(wǎng)使用才能達(dá)到最佳過(guò)濾和紊流效果，使銅鑄件獲得更好品質(zhì)，提升生產(chǎn)效率，提高成品率。