[发明专利]泡沫陶瓷过滤器及制备其的组合物和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种泡沫陶瓷过滤器及制备其的组合物和制备方法。

背景技术

目前，在各种金属的熔炼和浇注过程中，由于非金属夹杂物和气孔的缺陷导致铸件废品率一般可高达60～80％，铸造缺陷不仅严重影响铸件铸造性能和机械性能，同时对铸件的后续加工和外观也产生有害影响。而对此，一般通过对金属液的过滤净化，可以有效减少各种非金属夹杂物和气体，获得高质量的铸件。目前一般采用纤维过滤网、直孔过滤网、泡沫陶瓷过滤网来对金属液进行过滤净化。

随着技术的发展，泡沫陶瓷过滤器具备优良的性能，得到了越来越多的应用，主要由于陶瓷材料具有优良的热性能和机械性能，适用于高温环境中，而且陶瓷材料相比其他材料具有优良的过滤效果，在中国专利以及美国专利中都有举例说明。

其中，中国专利CN87100037A采用耐火黏土为主要原材料，磷酸二氢铝为黏结剂，在800～1000℃下烧结保温1个小时制成；ZL200520102583.5采用外包铁丝网加工制成；美国专利US3893917、US3947363、US4024212、US4075303、US4265659主要采用氧化铝、氧化铬等为主材料，以磷酸二氢铝为黏结剂制成。但是目前的制备方法存在着多种问题，首先，众所周知，大量的铬存在则会污染环境，危害人体健康，而所有铬的化合物都是有毒性，容易造成环境的污染，目前已被各国用别的材料代替；其次，上述专利大多烧结温度较高，造成资源上的大量浪费；更为重要的是，上述的过滤器都不能用于过滤铜液，只能进行金属铝液的过滤，这就是目前铸铝用泡沫陶瓷过滤器存在的问题。

其中，在中国专利CN1600742A、CN1309449C、CN100336780C、CN200610017435.2以及美国专利US5190897、US6663776等中，都采用碳化硅等主材料来生产泡沫陶瓷过滤器。铸铁用泡沫过滤器主要用于铸铁件的过滤，但是此类铸铁用泡沫陶瓷过滤器主要有以下问题：第一，铸铁用泡沫陶瓷过滤器的造价比较高；第二，铸铁用泡沫陶瓷过滤器的使用温度在1400多度，而过滤金属铜液的温度通常在1200度左右；第三，铸铁用泡沫陶瓷过滤器采用的主材料为碳化硅，而碳化硅需要在2000多度高温电熔才能制得，这样制备过程中存在能耗高、污染严重等问题，不但造成资源浪费严重，而且环保问题难以解决。

因在，当对铜液进行过滤时，目前还没有一种适用的泡沫陶瓷过滤器。

发明内容

本发明提供了一种泡沫陶瓷过滤器以及其组合物和制备方法，以解决现有技术中的铸铝用泡沫陶瓷过滤器不能够过滤铜液，而铸铁用泡沫陶瓷过滤器造价过高，而且会造成资源浪费的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制备泡沫陶瓷过滤器的组合物，按重量百分含量计由25～85％硅铝质材料、10～60％碳化硅和5～15％粘结剂组成。

进一步地，上述硅铝质材料的粒度在325目以下。

进一步地，上述碳化硅的粒度在325目以下。

进一步地，上述硅铝质材料包括矾土、焦宝石、粘土、莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石中的一种或多种。

进一步地，上述粘结剂为无机粘结剂，无机粘结剂为硅溶胶、铝溶胶、水玻璃、磷酸盐、硫酸盐中的一种或多种。

进一步地，上述粘结剂为有机粘结剂，有机粘结剂为树脂、沥青、CMC、MC、PVA、PVB、淀粉、糊精、纸浆废液、纤维素、阿拉伯胶、黄原胶、木质素中的一种或多种。

根据本发明的另一方面，提供了一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括如下步骤：浆料制备，称取上述任一组合物进行混合获得浆料；坯体制备，将浆料加入到预定尺寸的载体上，成型制得坯体；干燥和烧结，将坯体进行干燥，烧结，冷却即得所述泡沫陶瓷过滤器。

进一步地，上述载体为聚氨酯泡沫。

进一步地，上述干燥和烧结步骤中，干燥温度为100～200℃，干燥时间为0.5～1小时，烧结过程中，先以85～95℃/h缓慢升温至500～800℃，然后快速升温至1200～1300℃，并在此温度下保温0.5～1.5小时，冷却即得所述泡沫陶瓷过滤器。

根据本发明的又一方面，提供了一种泡沫陶瓷过滤器，采用上述制备方法制成。

本发明提供的泡沫陶瓷过滤器以及其组合物和制备方法，实现了如下的优点：

本发明提供的用于制备泡沫陶瓷过滤器的组合物，其采用了一定配比的硅铝质材料、碳化硅以及无机粘结剂，而且不含有金属铬，不会污染环境和危害人体健康，更加安全环保；