专利名称：多层铸造过滤片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤装置，尤其是涉及一种用于金属液浇注的多层过滤片。
背景技术：
众所周知，过滤片已广泛用于冶金、铸造行业金属液浇注过滤，特别是对复杂薄壁、质量要求高以及大中型铸件质量保证尤为重要。它不仅可以简化绕注系统，提高铸件工艺出品率，而且可去除杂质和渣粒、净化金属液，提高浇注速度和连续性，显著提高铸件综合性能，延长使用寿命，提升铸件品质，降低铸件废品率。金属液过滤开始大都采用碳纤维过滤网，但碳纤维过滤网不仅过滤为单层，其过滤效果不大好，而且机械强度低，抗高温冲击和高温承载能力差，仅适用于小型铸件浇注生产，使用有很大局限性。此后人们使用泡沫陶瓷过滤片进行金属液过滤，不仅能提高金属液的过滤效果，提高铸件产品质量，而且扩大了使用范围，虽然泡沫陶瓷过滤片具有较高的机械强度、抗高温冲击和高温承载能力，但由于泡沫陶瓷过滤片结构中的过滤孔大小不均勻、形状和位置呈不规则状态，孔与孔之间存在不连续、不贯通，泡沫陶瓷过滤片的液体流液面积难以精确计算，浇注速度不稳定，金属液过滤分布不大均勻，再加上泡沫陶瓷过滤片加工成本较高，因此在实际生产中，泡沫陶瓷片应用并不多。随着陶瓷工艺技术的不断发展，挤压式直孔蜂窝陶瓷过滤片不仅具有高的强度，抗高温冲击性和高温承载能力，耐酸碱和耐腐蚀性好，而且具有高的孔隙率和比表面积，过滤效果好，蜂窝陶瓷过滤片已广泛用于冶金、化工，石化、医药、燃气、燃具和环保行业，由于蜂窝陶瓷中的孔形状、大小和分布都呈规则性，因此蜂窝陶瓷过滤片在冶金和铸造中得到了很好的应用，但蜂窝陶瓷过滤片在实际使用中还存在有下列不足一是为了确保过滤片的强度、抗高温冲击性和高温承载能力，适用现代规模化企业一模多件、大中型铸件连续性机械化浇注生产作业的需要，过滤片都比效厚、一般都在10毫米以上。为确保过滤效果，蜂窝孔孔径很小，一般要求孔径在2毫米以下，因此增加了金属液的浇注流液阻力， 降低了浇注速度，容易造成蜂窝孔堵塞，降低金属液过滤效果，影响铸件质量；如果过滤片大薄，虽然蜂窝孔不易堵塞，能提高浇注速度，但过滤片强度、抗高温冲击性和高温承载能力降低，过滤片经受不了高温冲击和重的金属液承载力，在浇注过程中过滤片容易炸裂，造成铸件报废。
发明内容
针对上述现有技术中蜂窝陶瓷过滤片在实际使用中存在的问题，本发明提供了一种蜂窝孔不易堵塞，能降低浇注阻力，提高浇注速度，确保浇注流畅连续，又可确保过滤片强度，和抗高温冲击和高温承载能力，提高过滤片适用性和过滤效果的多层铸造过滤片。本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是所述多层铸造过滤片由陶瓷制成的支撑层和由陶瓷制成并设置在支撑层上的过滤层组合而成，所述过滤层具有蜂窝状的过滤孔，所述支撑层具有栅格状的液流孔，所述过滤层的孔密度大于支撑层的孔密度，所述过滤孔孔径小于液流孔孔径。
本发明所述过滤层厚度小于支撑层厚度，过滤层厚度一般在2-5毫米，支撑层厚度一般在6-20毫米，所述支撑层通孔率大于过滤层通孔率；所述通孔率是指每平方英寸面积上过滤孔总面积与每平方英寸面积的百分比。所述过滤层通过粘接固定设置在支撑层上形成多层铸造过滤片整体，当然也可通过其它方法(如凹槽与凸块配合、孔壁紧配合等)将过滤层固定设置在支撑层上形成多层铸造过滤片整体；本发明所述多层铸造过滤片最好是由一层过滤层和一层支撑层组合而成， 当然本发明所要求保护的专利范围应当包括由两层以上过滤层与至少一层支撑层组合所形成的多层铸造过滤片和支撑层与过滤层用其它方法组合所形成的多层铸造过滤片。本发明外形呈方体形、圆柱体形、棱柱体形或其它形，所述过滤孔和液流孔横截面为方形、长方形、圆形、三角形、五方形、六方形等。本发明的机理本发明过滤层由陶瓷材料并用直孔式挤压式制造而成，其上具有蜂窝状的过滤孔，且过滤孔的孔密度大，过滤孔孔径小，过滤层较薄，高温金属液体流动距离短，流动阻力小，流动速度快，因而提高了浇注速度和流动均勻连续性，去杂去渣能力强， 过滤效果好，有利于浇注充型；同时由于支撑层通孔率大于过滤层通孔率，液流孔孔径大于过滤孔孔径，支撑层厚度大于过滤层厚度，支撑层不仅能确保金属液流动快，而且抗高温冲击和高温承载能力高，因而支撑层不易变形和炸裂，过滤片在整个浇注中不易损坏。本发明所述过滤层呈方形的过滤孔优选规格
目数孔内径(mm)孔壁厚(mm)通孔率(%)孔密度(只/平方英寸)1002X20. 561. 5100 (10X10)2001. 4X1. 40. 458. 7196(14X14)3001. 2X1. 20. 36 2. 5289(17X 17)4001. 05X1. 050. 2265. 1400(20X20)
本发明在满足过滤效果好条件下，一是通过减小过滤层厚度，缩短流动距离，降低流动阻力，防止过滤孔堵塞，提高浇注速度和连续性；二是通过增加过滤片上的支撑层厚度和提高支撑层的抗高温冲击和高温承载能力，可有效避免过滤层在金属液高温浇注中因高温冲击、载重量大而产生而变形、炸裂等问题，确保高温金属液浇注流畅、完整，从而提高铸件质量，本发明所述高温金属液是指温度在1350°C以上的金属液。本发明与现有铸造过滤片相比具有以下特点
1、可简化浇注系统，提高铸件工艺出品率，降低铸造成本，
2、可避免过滤孔堵塞，降低了金属液流动阻力，提高了浇注流动速度和连续性，有利于铸件充型，可显著提高铸件产品质量，
3、提高了过滤片的抗高温冲击和高温承载能力，确保过滤片在整个浇注过程中完整无损，有利于金属液体过滤净化，提高了铸件产品的内在质量和综合性能，
4、可适用一模多件和大中型铸件浇注，也可适用有色金属液和钢水浇注。
图1是本发明外形呈方形的俯视结构示意图， 图2是图1的A-A剖视结构示意图，
图3是本发明外形呈圆形的俯视结构示意图。
在图中，1、支撑层2、过滤层3、过滤孔4、液流孔。
具体实施例方式实施例1，在图1和图2中，本实施例1中所述多层铸造过滤片呈方体形，它由正方形的过滤层2和正方形的支撑层1用粘接剂粘接组合形成整体，过滤层位于支撑层上方，过滤层外形尺寸略小于支撑层外形尺寸，所述过滤层厚度为3毫米，支撑层厚度为8毫米，过滤层上具有蜂窝状的过滤孔3，过滤孔横截面呈正方形，过滤层横截面上孔密度为每平方英寸面积上有289只过滤孔(陶瓷行业称为300目)，其孔径为1. 2X 1. 2毫米、孔壁厚为0. 3 毫米、通孔率为62. 5%。根据现有技术中蜂窝陶瓷的制造工艺，所述过滤层采用莫来石质陶瓷材料，在直孔式挤压式模具中压制成型并经烘干定型和高温烧制而成，所述支撑层用锆铬质陶瓷材料制造而成，支撑层上的液流孔4呈栅格状，液流孔孔径为3. 2X3. 2毫米，孔壁厚为0. 40毫米，通孔率为77%。实施例2，在图3中，由于图3的横截面剖视结构与图2剖视结构相似，因而省去了图3的横截面剖视图，本实施例2中所述多层铸造过滤片呈圆柱形，它由圆柱形的过滤层2和圆柱形的支撑层1粘接组合形成整体，过滤层位于支撑层上方，过滤层外形尺寸略小于支撑层外形尺寸，所述过滤层厚度为4毫米，支撑层厚度13毫米，过滤层上具有蜂窝状的过滤孔3，过滤孔横截面呈正方形，过滤层横截面上孔密度为每平方英寸面积上有196 只过滤孔(陶瓷行业称为200目)，其孔径为1. 4X1. 4毫米、孔壁厚为0. 4毫米、通孔率为 58. 7%。根据现有技术中蜂窝陶瓷的制造工艺，所述过滤层采用莫来石质陶瓷材料，在直孔式挤压模具中挤压成型并经烘干定型和高温烧制而成，所述支撑层用红柱石质陶瓷材料制成，支撑层上的液流孔4呈栅格状，液流孔孔径为2. 6 X 2. 6毫米，孔壁厚为0. 5毫米，通孔率 66. 4%。另外过滤层的孔密度和孔径规格与支撑层的孔密度和孔径可根据使用对象不同进行合理搭配选择，过滤层上过滤孔最好在本说明书列出的100-400只/每平方英寸中进行选择。
权利要求
1.多层铸造过滤片，其特征是它由陶瓷材料制成的支撑层(1)和由陶瓷材料制成并设置在支撑层上的过滤层(2)组合而成，所述过滤层具有蜂窝状的过滤孔(3)，所述支撑层具有栅格状的液流孔(4)，所述过滤层的孔密度大于支撑层的孔密度，所述过滤孔孔径小于液流孔孔径。
2.根据权利要求1所述的多层铸造过滤片，其特征是所述支撑层(1)通孔率大于过滤层(2)通孔率。
3.根据权利要求1或2所述的多层铸造过滤片，其特征是所述支撑层(1)用锆铬质陶瓷材料或红柱石质陶瓷材料制造而成。
4.根据权利要求3所述的多层铸造过滤片，其特征是所述过滤层(2)孔密度为每平方英寸100-400只。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的多层铸造过滤片，其特征是所述过滤层(2)厚度小于支撑层(1)厚度。
全文摘要
本发明公开了多层铸造过滤片，它由陶瓷材料制成的支撑层(1)和由陶瓷材料制成并设置在支撑层上的过滤层(2)组合而成，所述过滤层具有蜂窝状的过滤孔(3)，所述支撑层具有栅格状的液流孔(4)，所述过滤层的孔密度大于支撑层的孔密度，所述过滤孔孔径小于液流孔孔径，所述支撑层通孔率大于过滤层(2)通孔率，所述过滤层厚度小于支撑层厚度。本发明可简化浇注系统，提高铸件工艺出品率，降低铸造成本，提高浇注流动速度和连续性，有利于铸件充型，提高了过滤片的抗高温冲击和高温承载能力，确保过滤片在整个浇注过程中完整无损，有利于金属液体过滤净化，提高了铸件产品的内在质量和综合性能，可适用一模多件和大中型铸件浇注。
文档编号B01D39/20GK102350134SQ20111021470
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者王建忠, 王桦庆, 王辉 申请人:王建忠