专利名称：铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种表面涂覆工艺，特别是一种铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺，属于金属冶炼或涂覆工艺领域。
在铝及铝合金制品的生产中，制备出纯净的熔体是很重要的。熔体净化是保证铝合金材料冶金质量的关健技术，是学术界和企业界广泛关注的问题。铝合金熔体净化的目的，主要是降低熔体中的含氢量和氧化夹杂物的含量。业界广泛使用多孔过滤器特别是泡沫陶瓷过滤器，对金属熔体进行过滤净化，用于去除各种尺寸的非金属夹杂物。由于其简单易用，成本低廉，过滤净化效果较好而得到广泛运用。如中国专利88101382提供了泡沫陶瓷过滤器的制备方法。但是从目前的使用结果看来，泡沫过滤器存在一些不足之处，尚待改进，如不能除氢；要获得更高的过滤效率，去除更细小的非金属夹杂，就必须使用孔径更小，PPI值更高的过滤器，导致净化流量减小，过滤器很快被堵塞，使用寿命缩短，反而增加熔体净化成本。所以迫切需要研制一种新的陶瓷过滤器，这种过滤器应该具有这样的特点PPI值较小，能够获得较大的净化流量，同时又能获得较高的过滤净化效果。解决这个问题的一个方法是在一般的陶瓷过滤器内外表面涂覆一涂层(熔剂或活性成分)，制成一种复合过滤器，以便利用该涂层提高过滤器捕获非金属夹杂的能力，并使复合过滤器具有除氢的功能。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺。
本发明的技术方案和实施情况如下本发明在复合陶瓷过滤器的内表面涂覆一层特殊的熔剂或活性涂层，使用的熔剂是一般的适合于金属熔体净化的熔剂或者是一种如纳米材料的活性成分，采用浸涂的方法可以在过滤器的内表面获得均匀、完整的熔剂涂层。
本发明具体工艺如下1、预热要进行涂层涂覆的过滤器以在铝熔体净化中使用的泡沫陶瓷过滤器为例，需要将过滤器预热到650℃—700℃，一般可在烘箱中或电炉中进行，预热速度在50℃/分钟以下，保温时间在5分钟以内，2、在刚玉坩锅(或其它耐腐蚀强的容器)中放置足够量的上述涂层材料，并置于电炉中加热至其熔点以上50℃，保温，3、将预热好的过滤器浸入熔融的涂层中(或部分浸入)，静置数分钟即取出，置于搁架上自然冷却，可通过重力作用去除过滤器中多余的涂层材料，以获得均匀的涂层；或者采用其它方式去除多余涂层。
由于使用的涂层材料和过滤器载体之间的良好浸润能力，通过浸涂的方法，可以在过滤器上获得均匀、完整的涂层，涂层厚度控制在1—100微米范围内。根据在铝熔体过滤净化中使用此复合陶瓷过滤器的研究结果，发现使用过程中涂层不会由于熔体的冲刷造成流失，污染熔体，因此证实该涂层在过滤净化过程中稳定存在。
作为涂层载体的过滤器可以是各种陶瓷质和耐火材料质的过滤器，可以是芯型直孔过滤器，也可以是泡沫陶瓷过滤器，或者是粘结陶瓷过滤器等。使用该种具有熔剂涂层的复合陶瓷过滤器可以获得较一般过滤器更好的过滤净化效果和操作工艺性能。为建立涂层而涂覆的物质可以是任何适合于金属熔体净化的熔剂(或其它类型的物质)，如KCl∶NaCl＝1∶1的万能熔剂，或者是添加了Na3AlF6，CaF2和稀土等活性成分的熔剂JDN—I，也可以是纳米材料。但涂层材料必须满足以下条件1、与过滤器材质能够很好的浸润，与待过滤的金属熔体不浸润，或者浸润能力弱，2、该涂层的熔点必须低于要过滤的金属熔体的熔化温度。
以下进一步介绍发明实施例实施例1
在烘箱中或电炉中预热要进行涂层涂覆的20PPI泡沫陶瓷过滤器(50×50×25mm)到650℃—700℃，预热速度不可超过50℃/分钟，保温时间不低于5分钟。在刚玉坩锅(Φ100×100mm)中放置100g熔剂(KCl∶NaCl＝1∶1的万能熔剂)，并置于电炉中加热至其熔点以上50℃，保温5分钟。将预热好的过滤器浸入熔剂中，静置5分钟取出，置于搁架上自然冷却，通过重力作用去除过滤器中多余的熔剂，获得均匀的涂层，涂层厚度在50微米左右。
实施例2在烘箱中或电炉中预热要进行涂层涂覆的10PPI泡沫陶瓷过滤器(50×50×10mm)到650℃—700℃，预热速度不可超过50℃/分钟，保温时间不低于5分钟。在刚玉坩锅(Φ100×100mm)中放置50g熔剂(KCl∶NaCl＝1∶1的万能熔剂，再添加CaF2作为活性成分，改变液态熔剂的表面性质)，并置于电炉中加热至其熔点以上50℃，保温5分钟。将预热好的过滤器浸入熔剂中，静置5分钟取出，置于搁架上自然冷却，通过重力作用去除过滤器中多余的熔剂，获得均匀的涂层，涂层厚度在50微米左右。
实施例3在烘箱中或电炉中预热要进行涂层涂覆的10PPI泡沫陶瓷过滤器(50×50×10mm)到650℃—700℃，预热速度不可超过50℃/分钟，保温时间不低于5分钟。在刚玉坩锅(Φ100×100mm)中放置50gJDN-I熔剂(KCl∶NaCl＝1∶1的万能熔剂，再添加CaF2和LaF3作为活性成分，)，并置于电炉中加热至其熔点以上50℃，保温5分钟。将预热好的过滤器浸入熔剂中，静置5分钟取出，置于搁架上自然冷却，通过重力作用去除过滤器中多余的熔剂，获得均匀的涂层，涂层厚度在50微米左右。
本发明者具有实质性特点和显著进步，采用不同ppi的陶瓷过滤器涂覆不同的涂层，用于铝熔体的净化，完全可以达到含氢量降到0.08ml/100Al以下和实现完全去除10μm以上的非金属夹杂，10μm以下的非金属夹杂含量低于0.02％的目标。复合过滤器的表面涂层与过滤器载体牢固结合，稳定存在。使用该种复合过滤器对金属熔体进行过滤净化，可以获得较一般过滤器更好的过滤净化效果。
权利要求
1.一种铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺，其特征在于铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺(1)需要将过滤器预热到650℃—700℃，预热速度在50℃/分钟以下，保温时间在5分钟以内，(2)在刚玉坩锅(或其它耐腐蚀强的容器)中放置足够量的上述涂层材料，并置于电炉中加热至其熔点以上50℃，保温，(3)将预热好的过滤器浸入熔融的涂层中(或部分浸入)，静置数分钟即取出，自然冷却，去除过滤器中多余的涂层材料。
2.根据权利要求1所述的这种铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺，其特征还在于涂层厚度控制在1—100微米范围内。
3.根据权利要求1所述的这种铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺，其特征还在于涂层材料必须满足以下条件(1)与过滤器材质能够很好的浸润，(2)该涂层的熔点必须低于要过滤的金属熔体的熔化温度。
全文摘要
铝熔体净化复合过滤器表面涂覆工艺:(1)需要将过滤器预热到650℃－700℃,预热速度在50℃/分钟以下,保温时间在5分钟以内,(2)在刚玉坩埚(或其它耐腐蚀强的容器)中放置足够量的上述涂层材料,并置于电炉中加热至其熔点以上50℃,保温,(3)将预热好的过滤器浸入熔融的涂层中(或部分浸入),静置数分钟即取出,自然冷却,去除过滤器中多余的涂层材料。
文档编号C22B9/02GK1327964SQ01113089
公开日2001年12月26日 申请日期2001年6月7日 优先权日2001年6月7日
发明者倪红军, 孙宝德, 林万里, 周尧和, 丁文江 申请人:上海交通大学