Piastre filtranti ceramiche ad alta temperatura (Al₂O₃/SiC/ZrO₂) per un'efficiente filtrazione del metallo fuso in fonderia
Piastre filtranti ceramiche ad alta temperatura (Al₂O₃/SiC/ZrO₂) per un'efficiente filtrazione del metallo fuso in fonderia
Breve descrizione:
Panoramica sui filtri in schiuma ceramica (CFF)
I filtri in schiuma ceramica sono componenti essenziali nella moderna fusione di precisione, utilizzati per migliorare la pulizia del metallo fuso e la qualità della fusione. Questi filtri rimuovono principalmente le inclusioni non metalliche come ossidi, scorie e particelle di sabbia attraverso una combinazione di filtrazione a letto profondo, adsorbimento e stabilizzazione del flusso.
| Confronto delle proprietà principali | |||
| Proprietà | Filtro ceramico all'allumina (Al₂O₃) | Filtro ceramico al carburo di silicio (SiC) | Filtro ceramico allo zirconio (ZrO₂) |
| Composizione principale | Ossido di alluminio (allumina) | Carburo di silicio | Ossido di zirconio (stabilizzato con Y₂O₃, ecc.) |
| Vantaggi principali | Conveniente, versatile, con eccellente stabilità chimica. | Resistenza eccezionale, elevata conduttività termica, resistenza superiore agli shock termici. | Resistenza alle temperature estremamente elevate, eccellente tenacità, straordinaria resistenza alla corrosione. |
| Temperatura massima di servizio | Alta (~1750°C) | Molto elevata (~1600 °C in aria, stabile nel ferro fuso con strato di SiO₂) | Estremamente elevato (>2200 °C) |
| Resistenza agli shock termici | Bene | Eccellente (rapida dissipazione del calore) | Eccezionale (indurimento per trasformazione di fase) |
| Conto meccanico | Alto | Molto elevata (elevata durezza e resistenza all'usura) | Estremamente elevato (massima tenacità alla frattura) |
| Stabilità chimica | Eccellente in atmosfere ossidanti; resistente a molti metalli fusi. | Stabile in atmosfere ossidanti; può corrodersi in presenza di forti ossidanti/alcali. | Eccezionale resistenza ai metalli fusi corrosivi/attivi. |
| Costo tipico | Economico | Da moderato ad alto | premi |
Linee guida per la candidatura e selezione
1. Filtri in allumina (Al₂O₃)
Posizionamento: Il tuttofare – Il miglior equilibrio tra prestazioni e costo.
Applicazioni ideali:
Fusione di leghe di alluminio e magnesio (la più comune, economica).
Filtrazione in ghisa e acciaio in generale.
Fusione in lega di rame e zinco.
In sintesi: la scelta predefinita e affidabile per un'ampia gamma di applicazioni con metalli non ferrosi e alcune applicazioni con metalli ferrosi, dove il costo è un fattore determinante.
2. Filtri al carburo di silicio (SiC)
Posizionamento: Il resistore ad alta resistenza agli shock termici.
Applicazioni ideali:
Ghisa fusa ad alta temperatura (ad esempio, ghisa sferoidale, ghisa a grafite compatta) – eccellente resistenza agli shock termici.
Grandi fusioni o lunghi tempi di colata che richiedono un'integrità del filtro costante.
Applicazioni che richiedono un'elevatissima resistenza meccanica e all'abrasione.
In sintesi: la scelta ideale per le fusioni di metalli ferrosi più impegnative, dove la resistenza agli shock termici e la stabilità meccanica sono fattori critici.
3. Filtri in zirconia (ZrO₂)
Posizionamento: Lo specialista di prima qualità per condizioni estreme.
Applicazioni ideali:
Superleghe e leghe per alte temperature (ad esempio, a base di nichel, a base di cobalto).
Utilizzare acciai reattivi/legati (ad esempio, acciaio inossidabile, acciaio ad alto contenuto di manganese) per evitare contaminazioni.
Fusione di leghe di titanio (in processi specifici).
Fusioni ad alta integrità per applicazioni aerospaziali, mediche o di microfusione, dove è richiesta la massima purezza.
In sintesi: la soluzione di punta per gli ambienti più difficili, caratterizzati da temperature elevatissime e metalli fusi altamente corrosivi/attivi.
Riepilogo e raccomandazioni
Filtrare l'alluminio, dare priorità al costo → Scegliere l'allumina.
Filtraggio del ferro ad alta temperatura, priorità alla durata → Scegli il carburo di silicio.
Filtraggio di acciai/leghe speciali, priorità a purezza e prestazioni → Scegli la zirconia.
Nota: nella scelta finale è necessario considerare anche la dimensione dei pori (ad esempio, 10 PPI, 20 PPI), le dimensioni del filtro e i parametri specifici di stampaggio. Si raccomanda sempre di consultare uno specialista tecnico.
Il filtro in schiuma ceramica di zirconia è privo di fosfati, ha un alto punto di fusione, è caratterizzato da elevata porosità, stabilità meccanico-chimica ed eccellente resistenza agli shock termici e alla corrosione da acciaio fuso. Può rimuovere efficacemente le inclusioni, ridurre i gas intrappolati e fornire un flusso laminare quando si filtra la schiuma di zirconia fusa. Viene lavorato con tolleranze dimensionali ristrette durante la produzione. Questa combinazione di proprietà fisiche e tolleranze precise lo rende la scelta ideale per acciaio fuso, acciaio legato, acciaio inossidabile, ecc.
| Materiale | Zirconia |
| Colore | Giallo |
| Densità dei pori | 10-30ppi |
| Porosità | 80-90% |
| Refrattarietà | ≤1700ºC |
| Resistenza alla flessione | >0,8 MPa |
| Forza di compressione | 1,5 MPa |
| Peso volumetrico | 0,7-1,0 g/cm³ |
| resistenza agli shock termici | 6 volte/1100ºC |
| Applicazione | Fusioni di acciaio e fusioni di ghisa |
| Dimensioni (mm) | Filtro in schiuma di zirconio | |
| Portata di colata (kg) | Capacità di filtrazione (kg) | |
| 50×50×22 | 3~5 | 30 |
| 50×75×22 | 4~6 | 40 |
| 75×75×22 | 7~12 | 60 |
| 75×100×22 | 8~15 | 80 |
| 100×100×22 | 14~20 | 100 |
| Diametro 50×22 | 2~6 | 18 |
| Diametro 80×22 | 6~10 | 50 |
| Diametro 90×22 | 8~16 | 70 |
1. Filtrare le inclusioni nella fusione, ridurre il gas nella fusione, ridurre il grado di turbolenza durante
Il riempimento del flusso del metallo riduce i difetti superficiali nella fusione e diminuisce significativamente il tasso di scarto della fusione.
2. Migliorare la fluidità del metallo fuso, aumentare la capacità di riempimento e la capacità di ritiro della fusione, migliorare
la finitura superficiale della fusione, aumenta la tenuta di compressione della fusione, migliora l'allungamento e la resistenza alla trazione e migliora la qualità superficiale e le proprietà meccaniche della fusione.
3. Presenta un'elevatissima resistenza alle alte temperature, stabilità chimica, resistenza agli shock termici e resistenza all'impatto del flusso di metallo fuso. L'elevata stabilità chimica fa sì che non venga influenzata dall'acidità e dall'alcalinità del metallo fuso e non ne alteri la composizione chimica. Non si verificano distacchi di scorie o crepe durante il funzionamento, il che garantisce la qualità della filtrazione del metallo fuso e la stabilità della composizione chimica.
4. Ha un'elevata portata di metallo e la portata è stabile (a differenza del filtro ceramico a foro diritto, la portata diminuisce gradualmente con l'aumento del numero di impurità catturate). Il suo effetto di filtraggio è
molto più elevata rispetto a quella di altri elementi filtranti.
5. Ha un'altissima precisione dimensionale e può essere utilizzato nella linea di produzione per il posizionamento automatico dei filtri.
1. Filtrare efficacemente le impurità di particelle metalliche, come scorie e frammenti refrattari, fino al livello micrometrico per ridurre la perdita di utensili durante la lavorazione dei getti.
2. Il riempimento di metallo fuso è stabile e la struttura del getto è uniforme, migliorando così le proprietà meccaniche quali la durezza superficiale, la resistenza alla trazione e la resistenza alla fatica del getto.
3. La struttura a maglia tridimensionale ha un buon effetto di rettifica sulla turbolenza del metallo e un buon effetto di controllo sulle inclusioni non metalliche e sull'ossidazione secondaria causata dall'erosione turbolenta della cavità.
4. Sistema di smistamento semplificato e utilizzo ottimizzato della cavità.
5. La superficie del getto è pulita, riducendo il sovrametallo di lavorazione, accorciando i tempi di pulizia e migliorando l'efficienza di consegna.
Ampiamente utilizzato per filtrare vari getti di acciaio e grandi getti di ghisa, leghe madri per alte temperature e getti per l'industria aeronautica, materiali magnetici, colata continua di leghe rame-magnesio e colata a bassa pressione di leghe di metalli non ferrosi.
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