金屬中的夾雜物、氣體對材料的強(qiáng)度疲勞抗力、耐腐蝕性、應(yīng)力腐蝕開裂性能等均有重大影響。有效地控制熔體的氧化夾雜物，以提高鑄棒和軋板的質(zhì)量已成為各國冶金、鑄造及材料丁業(yè)共同追求的目標(biāo)。目前廣泛采用過濾凈化方法去除鋁合金熔體中的夾雜物。
�。薄′X合金中夾雜物的形成
鋁合金中的夾雜物一部分直接來自爐料，而大部分則是在熔煉和澆注過程中所形成的，主要是氧化物夾雜。在鑄造前的所有夾雜物稱為一次氧化夾雜，根據(jù)尺寸大小可分為兩類：一類是宏觀組織中分布不均勻的大塊夾雜物，它使合金組織不連續(xù)，降低鑄件的致密性，成為腐蝕的根源和裂紋源，從而明顯降低合金的強(qiáng)度和塑性；另一類是細(xì)小的
彌散夾雜，這類夾雜物經(jīng)過精煉也不能完全去除，它使金屬熔體粘度增大，降低凝固時(shí)鋁液的補(bǔ)縮能力。二次氧化夾雜物主要是在澆注過程中形成的，在澆注時(shí)，鋁液和空氣接觸，氧與鋁作用形成氧化夾雜物。鋁合金在熔煉過程中與爐氣中各種成分接觸，生成AL2O3等化合物。鋁液中的Al2O3會增加鋁合余熔體的氫含量，所以，鋁液中的AL2O3(含量對鋁鑄件中氣孔的形成有很大的影響。
2 過濾凈化方法
泡沫陶瓷過濾技術(shù)于20世紀(jì)70年代問世，在美國、加拿大、日本、法國、澳大利亞、瑞士等同家迅速得到廣泛應(yīng)用。采用泡沫陶瓷過濾板過濾口前是清除鋁熔體中夾雜的最有效方法。
近年來，國內(nèi)外還研究廠一些凈化鋁液的新技術(shù)，如真空動態(tài)處理、超聲波連續(xù)去氣凈化和剛玉質(zhì)陶瓷過濾器，收到了很好的效果。但這些工藝方法較為復(fù)雜，成本很高，難以在上業(yè)牛產(chǎn)中大量推廣。至于金屬過濾網(wǎng)、纖維布過濾，只能除去鋁合金熔體中的大塊夾雜，但對微米級以下的夾雜無法去除，而且金屬濾網(wǎng)還會污染鋁合金。采用泡沫陶瓷過濾板，能濾除細(xì)小夾雜物，顯著提高鑄件的力學(xué)性能和外觀質(zhì)量。
�。尺^濾原理
泡沫陶瓷過濾板具有多層網(wǎng)絡(luò)、多維通孔，孔與孔之間連通。過濾時(shí)，鋁液攜帶夾雜物沿曲折的通道和孔隙流動，與過濾板泡沫狀骨架接觸時(shí)受到直接攔截、吸附、沉積等作用。當(dāng)熔體在孔洞中流動時(shí)，過濾板通道是彎曲的，流經(jīng)通道的熔體改變流動方向，其中的夾雜物與孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。
4 過濾板的使用和選擇
泡沫陶瓷過濾板安裝在爐口與分流盤之間的過濾箱里，過濾箱由“中耐五號”耐火材料制成，它能經(jīng)過于行次激冷激熱而不開裂，打著強(qiáng)度高、保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前制作過濾箱、流槽等最好的材料過濾箱離分流盤越近越好，原因是這樣能縮短鋁液過濾后的流動距離而減少或避免氧化物的再次產(chǎn)生。鋁液從爐口流出經(jīng)過過濾箱，再通過流槽流八分流盤。過濾裝置起動時(shí)，熔體過濾前后的落差約50mm，隨著過濾時(shí)間的延長，過濾板表面和孔壁上夾雜物增加、過濾流量減小、前后蔣差增加，至鑄造結(jié)束時(shí)，落差增加至60—120n皿。選擇過濾板必須根據(jù)鋁液流量而定，其次，應(yīng)考慮熔體的清潔度、夾雜物最高含量和熔體總通過量(見表1、表２)
過濾板的過濾效果主要山它的尺寸和孔隙度來保證，過濾板的孔隙越大，除渣效果越差，對于要求很嚴(yán)格的鋁鑄件，應(yīng)選擇孔隙小的過濾板。如選用4０~45孔／英寸(1 7707L／m)的過濾板。
5 過濾裝置的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)過濾裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)被選過掂板的規(guī)格，以及考慮爐口、分流盤的落差，必須保證過濾板在熔體鑄造時(shí)浸沒在鋁液內(nèi)。此外，還必須考慮到安裝和拆卸很安全方便，在熔體鑄造完后能把過濾箱內(nèi)的鋁液全部流完(見圖1)。
6 過濾效果
實(shí)踐證明，泡沫陶瓷過濾板是目前除去名熔體中的氧化夾雜的最有效工具。一般的纖維過濾只能除去大塊夾雜，而泡沫陶瓷過濾板可同時(shí)濾除大塊夾雜和細(xì)小夾雜物(見表3)
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試樣棒號 |
過濾 |
未過濾 |
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氣孔 |
夾渣 |
氣孔 |
夾渣 |
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1 |
－ |
－ |
3 |
5 |
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2 |
1 |
－ |
2 |
2 |
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3 |
－ |
－ |
3 |
－ |
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4 |
－ |
－ |
1 |
2 |
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合計(jì) |
1 |
－ |
9 |
9 | |
