铸铜泡沫陶瓷过滤网应用方案及分析

何忠伟

摘 要：在北方地区，压机停机一段时间后，液压油在低温环境下，粘度变大甚至凝结，严重影响压机再次开机，本文针对低温条件液压油不能满足实际使用要求的状况，设计了一种内置式液压油加热装置。

关键词：泡沫陶瓷过滤网;过滤夹杂物;直浇道

1 引 言

铜是人类最早使用的金属之一，自然界的铜，多数以化合物即铜矿石存在，铜是柔软的金属，表面切开时为橙色带金属光泽，单质呈紫色，铜有极好的延展性，导热性和导电性高;因此，是电缆、电气和电子元件中最常用的材料，也可组成众多种合金，铜也被应用于我们生活的方方面面。

生产水龙头的铜通常有：铅黄铜，青铜和无铅铜（也有叫环保铜）三种。青铜和无铅铜原材料价格较高，在生产工序中工艺比较复杂，所以产品价格普遍很高。铅黄铜是使用最普遍的材料，全世界90%水龙头都是用铅黄铜生产的。

铜的铸造性能差，在熔化时铜吸收一氧化碳和二氧化硫等气体。在冷却过程中，这些气体分离出来造成气孔。因此熔化铜时常加入一些磷作为脱氧剂，铜在1150-1200℃时进行浇注，渣孔、气孔长期影响到铸铜件的质量，导致成品率低，因此解决渣孔、气孔问题是解决成品率低的主要途径。

2泡沫陶瓷过滤网作用

在铸造铜件生产中，由于铜液里的夹杂物，铸造时会造成铜件缺陷，导致铜件废品率一般25%～40%之间。采用泡沫陶瓷过滤网过滤技术，可以有效地减少或消除其中的非金属夹杂物，净化铜液。

泡沫陶瓷过滤网，采用聚氨酯泡沫塑料为前驱体，浸挂耐火浆料成型工艺，经高温烧结;具有三维立体网状结构的特种陶瓷制品，它具有独特的三维连通曲孔网状骨架结构以及80%-90%开孔率。

（1）过滤净化机制：三维连通结构曲孔网状骨架，铜液中夹杂物被过滤网阻挡过滤;

（2）物理吸附：过滤器置于型腔的直浇道中，浇注时当第一股液流抵达过滤器入口端表面时，产生液流与泡沫网架的吸附现象。这种吸附主要是以无选择的多分子层物理吸附为主，夹杂物在过滤器网架的逐层吸附直至堵塞为止。

（3）整流机制：铜液通过过滤后，从紊流状态变成层流，防止二次氧化、减少铜液冲刷，有利于夹杂物上浮，使铜液流动更加平稳，降低渣孔、气孔不良缺陷。

高效地滤除金属液中的大块夹杂物和大部分小至数10μm的的微小悬浮夹杂物。与耐火纤维过滤网及直孔蜂窝陶瓷过滤器等相比，具有耐火度高、强度高、过滤效果好、过滤效率高等特点;能显著降低.

3碳化硅泡沫陶瓷在铸造领域的应用

在铸造应用领域中，碳化硅泡沫陶瓷过滤网，在球铁、灰铁及有色金属液过滤，可有效过滤杂质，紊流，提高铸件表面质量及成品率，但是，在有色金属中的铸铜件，对碳化硅泡沫陶瓷过滤网物理性能非常苛刻。

4生产案例

某铸造厂生产铸铜水龙头，水阀，材质：铅黄铜，青铜，一箱4～8件，砂型及砂芯，浇注重量7～8kg铸铜件，浇注温度1150～1160℃，陶瓷过滤网安放在直接浇道底部;

4.1浇注系统

浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、集渣包、过滤网座、内浇浇道组成，具体参数如下：浇口杯上口直径150mm，高度110mm，下口直径35mm，直浇道直径30mm，泡沫陶瓷过滤网尺寸SIC 40*11 -25ppi，铜液进入型腔向两端扩散开，有效充满型腔。

4.2泡沫陶瓷过滤网使用，铜件加工后有夹渣缺陷

泡沫陶瓷过滤网（碳化硅质）各项物理性能指标检测合格，但在铸铜件上应用不理想，铜件加工后夹渣缺陷忽高忽低，比例12%～25%。

4.2.1碳化硅质泡沫陶瓷过滤器物理性能参数控制

经展开排查多批次检测记录物理性能参数指标检测结果为合格，外观质量都在控制范围内，但是，在铸铜应用依然出现夹渣缺陷高，推断铸铜密度高，粘度大浇注时可能会影响铜液过流量，增加过滤器冲击阻力，引起浇注破碎。

4.2泡沫陶瓷过滤网改善方案

对浆料的调整提高产品的过滤量，改善表面圆润性，降低产品被铜液冲击阻力;对生产过程的关键工序进行每班检查控制，减少堵孔、提高通孔率和上浆均匀性，降低体积密度，增加过滤流量。

4.3铸铜件加工情况

4.4结论

铸铜生产过程中，由于铜液体密比较重，粘性高，浇注过程中铜液流动性比较差，沫陶瓷过濾网体积密度控制 0.38～0.50g/cm，通孔率控制82%～85 %， 过滤网使用才能达到最佳过滤和紊流效果，使铜铸件获得更好品质，提升生产效率，提高成品率。