[发明专利]一种稀土泡沫陶瓷过滤器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造用陶瓷过滤器的制备方法技术领域，具体地说，涉及一种稀土泡沫陶瓷过滤器的制备方法。

背景技术

稀土元素是指位于元素周期表中的IIIB族，稀土元素具有独特的核外电子排布，可以有效的提高金属及合金材料的性能。近年来，稀土新材料研究开发及其在高科技产业中的应用已被看作为一个国家高科技水平发展的标准。研究表明，稀土对金属及其合金组织的影响主要体现在三个作用上：(1)净化作用：一是稀土与氧、硫、氢的亲和势很强，形成熔点较高、热稳定性强、比重较小的稀土化合物，从而达到脱硫、脱氧、脱氢的作用；二是稀土与合金熔液中的有害杂质如Pb、Bi等形成高熔点金属键化合物上浮后与熔渣从合金熔液中一起排出，从而降低基体中杂质的有效浓度；(2)细化组织：稀土细化金属及其合金组织的作用机理主要存在三个方面：一是形成新晶核、抑制晶粒长大；二是微净化作用；三是合金化作用；(3)稀土对夹杂物的影响：稀土对夹杂物的影响主要是改变杂质的形态和分布，使含稀土的化合物被吸附在金属或合金的晶界上，减少合金晶界上低熔点有害杂质的数量。因此，在金属及其合金熔液中有效添加适量稀土，可明显改善和提高金属及其合金的机械性能、耐腐蚀性能和耐磨性能等。

泡沫陶瓷过滤器可有效去除金属及其合金熔液中的大量夹杂物和有害杂质，提高金属的内在质量。但因为受孔径和流速的限制，难以对金属及其合金熔液中存在的大量细小夹杂物和有害杂质进行有效的过滤和净化，这使泡沫陶瓷过滤器在金属合金熔液过滤净化技术中的推广和应用受到了极大的限制，无法满足对金属及其合金熔液过滤要求苛刻的大量产品的要求。

中国专利申请201010511259.4公开了一种制备氧化钇泡沫陶瓷过滤器的方法，将第三泡沫陶瓷过滤器素坯浸入到步骤二制得的B组分陶瓷浆料中，浸渍1～5min后取出，得到第二浸渍体；然后将第二浸渍体安装在离心机上，在离心甩浆条件下去除第二浸渍体中多余的B组分陶瓷浆料，得到第四泡沫陶瓷过滤器素坯；之后进行干燥烧结，离心之后胚体内部浆料分布不够均匀，离心过程中容易破坏聚氨酯泡沫的结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种烧结周期短、胚体浆料涂覆均匀的稀土泡沫陶瓷过滤器的制备方法，提高生产效率，节约能源。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种稀土泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备陶瓷浆料

按以下重量份数称取陶瓷浆料组分，包括稀土、陶瓷骨料和粘结剂，

所述稀土包括：铈族稀土20～30份，钇族稀土10～15份；

所述陶瓷骨料包括：硅灰10～15份、氧化铝15～20份、绿碳化硅20～30份、黑碳化硅40～50份、纤维棉2～5份；

所述粘结剂包括：聚乙烯醇3～5份、质量分数为40％的硅溶胶5～10份；

将所述稀土进行研磨、过筛得300目以下稀土粉料，将稀土粉料与陶瓷骨料和粘结剂混合，加水搅拌制得陶瓷浆料A，粘度为3000～4000CP；加水搅拌制得陶瓷浆料B，陶瓷浆料B的粘度为使用涂-4粘度计测15～20秒；

优选的是，搅拌时使用框式搅拌器，搅拌转速为60-120r/min；

步骤2：制备胚体

将聚氨酯泡沫载体浸渍到陶瓷浆料A中，充分吸收陶瓷浆料A，通过滚压成型设备滚压成型，制得胚体，将胚体干燥之后通过甩釉设备将胚体上表面和芯部进行强化，一次强化之后的胚体经过干燥之后通过翻转机翻转，再次通过甩釉设备将胚体下表面和芯部进行强化，二次强化之后的胚体干燥之后进入下一步骤；

优选的是，干燥温度为100～150℃，干燥时间为25～30min；

步骤3：高温烧结

将步骤2二次强化且干燥之后的胚体放入高温烧结炉中进行烧结，烧结周期为2.5～5h，烧结时预热段温度为200-500℃、低温段温度为500-900℃、高温段温度为900-1300℃、降温段温度为600-300℃，烧结气氛控制为：预热段为氧化性气氛，高温段为弱氧化气氛或弱还原气氛；

步骤4：表面处理

将经烧结之后的稀土泡沫陶瓷过滤器用60-100目的磨石进行修整，去除多余的毛刺。