[发明专利]陶瓷过滤器及使用其过滤熔融金属的方法

说明书

本发明涉及陶瓷过滤器，其用于过滤熔融金属，尤其是熔融铁基金属，以及用陶瓷过滤器过滤熔融金属的方法。

已知具有内连的孔的三维尺寸的网状骨架结构，典型的为由合成树脂制的陶瓷泡沫已用于过滤熔融的非铁基金属，如熔融镁、铝或铜，或过滤熔融的铁基金属或合金，如熔融的可锻铸铁、灰铸铁或铸造不锈钢。这种过滤器一般制成矩形或圆形。

在过滤熔融金属时，就每次过滤通过过滤器的熔融金属量而言，熔融的铁基金属或合金与非铁基金属和合金是不同的。更具体地说，过滤熔融铁基金属的量为几十吨到几千吨，而过滤熔融非铁基金属的量只有几十公斤到几吨。就过滤器的使用而言，一般对于非铁基金属，过滤器要预热，而对于铁基金属，过滤器没有预热过。因此，作为用于熔融铁基金属的过滤器，要求用抗热冲击性好的并且其结构允许熔融铁基金属可平稳地通过的陶瓷制成。更具体地，一般使用的过滤器由碳化硅材料制成且有较少的孔数(也就是孔的尺寸较大)以减小通过孔的阻力。但是，这种过滤器具有一个问题，如果要使过滤器的厚度变薄以便进一步减小熔融金属通过时的阻力，强度就有问题；另外就是耐腐蚀问题，因为过滤的熔融铁基金属的量有几吨，需过滤一分钟或更长的时间。这种腐蚀是由于碳化硅与铁起反应，更具体地说由于浇注熔融金属长达一分钟或更长会使陶瓷过滤器的骨架腐蚀，使过滤器的作用受妨碍。为了解决上述的问题，在日本专利公告No：平5-51278公开了一种用与铁不易反应的氧化铝来涂覆陶瓷泡沫过滤器的骨架的方法；但是用涂覆骨干的氧化铝涂层还不足以防止骨架的腐蚀。

相对上述过滤熔融铁基金属，已提出了一个方法增加过滤器的总表面积以缩短浇注时间；但是这种方法有一个问题，就是由于过滤器是不预热的，使用增大表面积的过滤器倾向使熔融金属的温度降低，导致熔融金属的流动变差，也会导致由于热冲击使过滤器破坏。通过减小过滤器的尺寸及设置几个浇口把产生的热冲击分散到各过滤器已经解决了上述问题。但是，这种方法产生了另一问题，就是使铸模腔的设计变得困难，延长了过滤时间，并且因为设几个浇口使抗腐蚀性变差。

如上所述，在过滤熔融铁基金属或合金，特别是熔融铸铁时，由于熔融金属必须在短时间中浇在铸模中，具有矩形或圆形的相关技术的过滤器的抗热冲击性及抗腐蚀性是差的，特别，当浇注的熔融金属的量为几吨或更多时更成问题，结果导致次品百分比增加。

因此，本发明的一个目的是提供一种陶瓷多孔结构的陶瓷过滤器，其抗热冲击性及过滤性能好，即使在过滤大量的熔融金属(特别是熔融铸铁)时仍如此，它可以提高抗热冲击性及抗腐蚀性，均匀分布热冲击引起的应力，并使在腔中的过滤面积比板形陶瓷过滤器更宽。本发明的另一个目的是提供一种使用陶瓷过滤器过滤熔融金属的方法。

按照本发明的第一方面，提供了一种陶瓷过滤器，设在熔融金属从浇口通过其浇入铸模腔中的浇道中，所述的陶瓷过滤器包括：一个具有带内连孔的三维尺寸的网状骨架结构的陶瓷主体，其中所说的陶瓷主体设成具有内部空心部分的圆柱形。

按照本发明的第二方面，除了上述第一方面的特点外，所述的陶瓷主体通过把陶瓷涂料涂在没有胞膜的网状合成树脂泡沫上，并把涂有陶瓷涂料的所述的泡沫烧结直到所述的泡沫由碳化除去而制成。

按照本发明的第三方面，除了上述第一或第二方面的特点外，所述的主体由具有熔点或升华点为1000℃或更高的陶瓷制成。

按照本发明的第四方面，除了上述第一、二或三方面的特点外，所述的陶瓷主体的毛体积密度为0.3-0.8；每2.5cm的直线长度上的孔数为3-40，孔隙率为65％或更高。

按照本发明的第五方面，提供了一种过滤熔融金属的方法，包括下列步骤：把按照上述第一至第四方面中任一项所述的陶瓷过滤器安排在熔融金属从浇口通过其浇入铸模腔中的浇道中，安排方式使得熔融金属可从所述的过滤器的主体的圆周壁部分的外面通过圆周壁的内连的孔流入过滤器主体的内空心部分，并通过过滤器主体的下端开口部分流出过滤器主体，使熔融金属通过所述的圆周壁部分流入过滤器主体，并通过过滤器主体的下端开口部分流出过滤器主体，因而熔融金属通过过滤器主体的圆周壁部分的内连的孔时，除去了在熔融金属中的夹杂物。