CN101138691B - 铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法。将下列组合物按重量配比：重质氧化镁50—80份，轻烧氧化镁10—30份，再加上10—20份的镁质黏合剂以及0.5—2.0份的分散剂，并混合成触变型浆料；将6—30PPI聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆然后挤出多余的浆料；将成型好的泡沫坯体，通过自然干燥或烘干完成，然后在1450～1600℃下恒温2—4小时烧成，随炉冷却至室温即获得镁质泡沫陶瓷过滤器。本发明得到的镁质泡沫陶瓷过滤器具有适合镁合金液过滤净化并且耐高温、耐热冲击的优点。
Description
技术领域
本发明涉及铸造用器具的制备方法，具体地说，本发明是一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法。
背景技术
目前，在铸造生产中，由于金属夹渣和浇注过程中产生的气孔在铸件废品率中占有很大比重。随着航天技术、汽车工业的迅速发展，对铸件质量提出了越来越高的质量要求。为了提高铸件合格率和铸件内外在质量，减少刀具损耗，常常采用金属液过滤技术。
泡沫陶瓷是一种新型过滤器，通过其三维立体网状结构可以对金属液进行整流、吸附以及去除大块夹杂等作用，起到净化金属液之目的。目前人们采用氧化铝、碳化硅、氧化硅、氧化锆等耐火材料通过添加有机或者无机黏结剂等制成过滤铝液、铁液、钢液的过滤器。例如美国专利4024056、4075303、4975191、4923830、5520823、6663776等专利文献；中国专利88101382、92102883、.0、02145312.8、03111617.5等公开了泡沫陶瓷过滤器的制备技术。
但由于镁元素很活泼，极易氧化。且因为氧化镁的生成自由能均低于氧化硅、氧化铝，采用氧化铝、氧化硅、碳化硅等材质过滤器容易造成过滤器溶解，从而也造成镁液的污染，因此镁合金的过滤净化必须采用镁质过滤器，因为氧化镁与镁液的润湿角很小极易吸附熔剂夹杂，同时氧化镁对镁液有很好的化学稳定性。但目前尚没有铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的文献报道。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提出了一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法。本发明得到的镁质泡沫陶瓷过滤器具有适合镁合金液过滤净化并且耐高温、耐热冲击的优点。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，将下列组合物按重量配比：重质氧化镁50—80份，轻烧氧化镁10—30份，再加上10—20份的镁质黏合剂以及0.5—2.0份的分散剂，并混合成触变型浆料；将6—30PPI聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆然后挤出多余的浆料；将成型好的泡沫坯体，通过自然干燥或烘干完成，然后在1450～1600℃下恒温2—4小时烧成，随炉冷却至室温即获得镁质泡沫陶瓷过滤器。
所述的重质氧化镁为烧结或电熔氧化镁；粒度小于200目，纯度大于95％。优选条件下，重质氧化镁的粒度小于325目。在过滤器组织结构中重质氧化镁主要起骨架作用，有利于高温下抗冲击性能的提高。
所述的轻烧氧化镁是在950～1150℃下烧成，粒度小于325目，纯度大于95％。轻烧氧化镁活性较高，在常温下可与水反应，使过滤器具有所需要的强度，在高温下可以促进烧结，提高过滤器强度。
所述的分散剂是六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
所述的烘干是在100～120℃干燥1小时。所述的自然干燥的时间是6～12小时。即在100～120℃干燥1小时左右或无须烘干自然干燥6～12小时，这两种方法都可以采用。
该过滤器采用的镁质黏合剂比重大于1.2g/cm3。镁质黏合剂可以是镁铝胶、氯化镁水溶液、水玻璃、硅溶胶、甲基纤维素、白乳胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、硅酸乙酯的一种或其组合。
聚氨酯泡沫的计算单位为PPI，即每英寸面积上的孔数。
本发明所述的“大于”或“小于”，包含了数字本身。如粒度小于325目，其含义是粒度等于或小于325目。
本发明的优点如下：本发明与现有技术相比，无须烘干采用较短的自然干燥时间，价格低廉的工业级氧化镁和镁质黏合剂制备了镁质过滤器，该过滤器具有耐高温、耐热冲击和良好的抗热震性，且与所过滤镁液不发生化学反应。对烧后75*75*22mm10PPI过滤器进行了测试常温强度可达1.5MPa；在1100℃下，测试产品的抗热震性≥4次；在1150℃下测试产品的抗折强度可达1.0MPa。因此该过滤器具有优异的性能。
具体实施方式
实施例1
采用市售的纯度为95％325目的电熔氧化镁50公斤，400目的轻烧氧化镁25公斤，再加入25公斤的镁质黏合剂(比重为1.25g/cm3)以及1.0公斤的六偏磷酸钠，经高速混合机搅拌均匀成黏度为1800—2500CP的触变型泥浆。将20PPI100*100*22mm聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆然后同过具有一定间隙的辊压机挤出约60％的浆料，得到半成品，将成型好的泡沫坯体半成品，通过110℃干燥1小时左右，然后升温至1450℃保温2小时烧成，随炉冷却至100℃左右取出。即获得镁质泡沫陶瓷过滤器。
实施例2
采用市售的纯度为98％的325目的重烧氧化镁75公斤，1150℃轻烧氧化镁(400目的)10公斤，再加入15公斤的镁质黏合剂(比重为1.35g/cm3)以及2.0公斤的三聚磷酸钠，经高速混合机搅拌均匀成黏度为1800—2500CP的触变型泥浆。将6PPI75*75*22mm聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆然后辊压挤出约60％的浆料，得到半成品，将成型好的泡沫坯体半成品，自然干燥12小时，在1550℃保温2小时烧成，随炉冷却至100℃左右取出。即获得镁质泡沫陶瓷过滤器。
在1100℃下，测试实施例1和2所得的陶瓷过滤器抗热震性各5次；将10片过滤器用于镁液的过滤，从500mm的高度直接将720～750℃镁液浇下，所有过滤器通过了检测。
以上对本发明所提供的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于，将下列组合物按重量配比：重质氧化镁50-80份，轻烧氧化镁10-30份，再加上10-20份的镁质黏合剂以及0.5-2.0份的分散剂，并混合成触变型浆料；将6-30PPI聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆液然后挤出多余的浆料；将成型好的泡沫坯体，通过自然干燥或烘干完成，然后在1450～1550℃下恒温2-4小时烧成，随炉冷却至室温获得镁质泡沫陶瓷过滤器；所述重质氧化镁主要起骨架作用，有利于高温下抗冲击性能的提高；
所述的镁质黏合剂是镁铝胶、氯化镁水溶液、水玻璃、硅溶胶、甲基纤维素、白乳胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯醇羧丁醛、酚醛树脂、硅酸乙酯的一种或其组合。
2.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的重质氧化镁为烧结或电熔氧化镁：粒度小于200目，纯度大于95％。
3.根据权利要求2所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述重质氧化镁的粒度小于325目。
4.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的轻烧氧化镁是在950～1150℃下烧成，粒度小于325目，纯度大于95％。
5.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的分散剂是六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的烘干是在100～120℃干燥1小时。
7.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的自然干燥的时间是6～12小时。
8.根据权利要求1所述的铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于：所述的镁质黏合剂的比重大于1.2g/cm3。
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