Российский Сайт Литейщиков













Модификаторы для чугуна и стали Союз-литьё. Украина Литейное производство


Наш опрос:
Нравится ли Вам дизайн Российского сайта литейщиков?






Карта сайта
Техническая информация
Статьи, интервью
Выставки и конференции
Литейный консилиум
Повышение качества литья
Доска объявлений
Каталог предприятий
Статьи, интервью

Статьи, интервью / Чугуны / Фильтры литейные рассчитанный баланс

Фильтры литейные рассчитанный баланс

И.А. Эндрюс
Разработчик продукта с широкими прикладными знаниями
Хамильтон Текникал Керамикс
Париж, Онтарио, КАНАДА.
А.Л. Маттьюз
Директор по продажам и маркетингу,
Хамильтон Текникал Керамикс
Париж, Онтарио, КАНАДА.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
В настоящее время происходит постоянное увеличение числа литейных предприятий начинающих использование в своих технологических процессах фильтров литейных. В связи с внедрением этой технологии возникает необходимость развития технического понимания технологии фильтрации в целом. Для фильтра не достаточно просто обладать хорошей фильтрующей эффективностью. Необходимо также обеспечение оптимального и равномерного напора потока металла, достаточная прочность фильтра и точность расчёта этих составляющих. Соблюдение этих параметров должно быть достигнуто минимально возможной ценой. Некоторые из этих параметров находятся в противоречии между собой, например, если фильтр имеет очень большую фильтрующую способность, эффективность фильтрации может быть понижена. Наиболее эффективные фильтры – это те, которые рассчитаны на обеспечение оптимального взаимодействия всех этих параметров.
Цель данной работы – сравнить производительность трёх наиболее популярных технологий фильтрации при обеспечении соблюдения вышеуказанных параметров. Рассмотренные типы фильтров: прессованные керамические фильтры, экструдированные керамические фильтры и пенокерамические фильтры. В этой статье приведены и рассмотрены результаты различных технических исследований в этой области. Надеемся, что статья прольет свет на техническую сторону природы фильтров литейных и позволит сравнить сильные и слабые стороны наиболее применяемых на современных литейных предприятиях фильтров.

ПРЕДИСЛОВИЕ
С повышением требований к качеству современных отливок, фильтрация жидкого металла прочно входит в практику постоянно растущего числа литейных предприятий по всему миру. Традиционные методы удаления включений закручивающий шлакоуловитель и расширяющаяся литниковая система сейчас встречаются всё реже. Это является следствием повышения интереса к развитию технологии фильтрации, её технического понимания. Опыт показывает, что не только фильтрующая эффективность является важным свойством фильтров. Способность удалять включения является безусловной необходимостью, но фильтр также должен иметь способность сохранять высокий и стабильный напор потока металла, обладать достаточной прочностью и быть изготовлен в соответствии с точными расчетами этих составляющих, обладать низкой ценой.
Некоторые из вышеуказанных параметров находятся в противоречии между собой. Например, если фильтр имеет очень большую фильтрующую способность, эффективность фильтрации может быть снижена. Наиболее эффективные литейные фильтры - те, которые рассчитаны на обеспечение оптимальной работы во всех возможных направлениях.
Далее будут рассмотрены наиболее распространённые на современном рынке технологии фильтрации. Это фильтровальная сетка из стержневой смеси, стекловолокнистая ткань или сетка, и керамические фильтры. Керамические фильтры считаются одними из самых эффективных. Наиболее широко применяемые из них – прессованные керамические ячеистые фильтры, экструдированные ячеистые фильтры и пенокерамические  фильтры. Прессованные керамические фильтры, в основном, отличаются округлыми формами стенок ячеек, экструдированные фильтры имеют квадратную форму ячеек, ячейки пенокерамических фильтров имеют случайную форму структуры двенадцатигранника. Эта статья раскрывает сравнительную производительность трёх наиболее популярных технологий фильтрации по обеспечению следующих параметров:
- Эффективность фильтрации – это основное свойство фильтров. Эффективный фильтр должен удалять шлак и примеси из металла для предотвращения возможности проникновения неметаллических включений в полость литейной формы. Насколько эффективно фильтр справится с этой задачей, будет зависеть от некоторых факторов.
- Металлоёмкость фильтра должна быть достаточной для литья и стабильной. Она не должна меняться от фильтра к фильтру. Это может привести к преждевременному выходу из фильтра строя в некоторых формах.
- Напор потока должен быть оптимальным и непрерывным. Широкий интервал изменения величины напора потока может привести в некоторых формах к проблемам заполнения расплавом, или к необходимости использовать фильтр больших размеров, что в свою очередь повлечет за собой увеличение стоимости и снижению прибыли.
- Требуемая точность размеров. Фильтры должны соответствовать изначально заданным при помощи технологической оснастки геометрическим размерам на протяжении всего производственного процесса. Это свойство скорее относится к производству, чем к технологии.
- Прочность (в горячем и холодном состоянии). Прочность фильтра подразделяется на два типа, прочность в горячем состоянии и в холодном. Прочность фильтра в холодном состоянии является важным свойством при транспортировке морским путем или перевозке автотранспортом. Очень важно чтобы кусочки фильтра не отвалились и небыли потеряны во время транспортировки, так как это плохо скажется на процессе изготовления отливок. Прочность фильтра в горячем состоянии обеспечит ему сохранность целостности, при прохождении расплавленного метала через него.
- Цена. Стоимость фильтра, безусловно, является важным критерием при выборе фильтра. Современные предприятия находятся в условиях высокой конкурентной борьбы и вынуждены рассматривать все возможные пути снижения непроизводственных затрат. Исследования показали, что в основном, фильтры можно рекомендовать для использования при производстве ковкого чугуна. Все протестированные пенокерамические фильтры имеют 10 ppi (пор на дюйм). Экструдированные ячеистые фильтры имеют 100 csi (ячеек на квадратный дюйм). Прессованные керамические ячеистые фильтры имеют диаметр ячейки 0,100 дюйма (2,5 мм).

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФИЛЬТРАЦИИ
Способность фильтра удалять включения, безусловно, является важным параметром. Пенокерамические фильтры, в основном, являются более эффективными при удалении микровключений по сравнению с традиционными методами удаления, такими как длинный шлакоуловитель и закручивающий питатель. Удаление таких включений буде иметь позитивный эффект при использовании автоматических линий, [1], и в результате продлит срок службы механизмов. Повысится усталостное сопротивление отливок и как следствие упростится финишная обработка поверхности литья.

МЕХАНИЗМЫ ФИЛЬТРАЦИИ
Удаление включений фильтрами происходит по различным механизмам [2].  Некоторые механизмы могут быть более эффективными, чем другие. С целью наглядности, далее следует описание каждого механизма, с использованием ячеистых фильтров.

ФИЛЬТРАЦИЯ
Фильтры собирают частички шлака и включения большего размера по сравнению с отверстиями фильтра или размерами пор, расположенных на пути потока металла. Эти частички не могут пройти в полость литейной формы из-за своего физического размера. На рис. 1 представлена схема, описывающая механизм фильтрации. На рис. 2 показан крупный песочный агломерат, отфильтрованный на поверхности фильтра в процессе фильтрации.
Рис.1.Механизм фильтрации                                                 Рис.2.Крупный песочный агломерат,
                                                                                                          удержанный  при  фильтрации

ФИЛЬТРУЮЩАЯ КОРКА
Крупные частицы шлака, собранные на фильтрующей поверхности фильтра, обращённой к потоку, формируют так называемою «фильтрующую корку». Эта корка сама по себе выступает в роли эффективного средства фильтрации. Она способна собирать частицы меньшие по размерам, чем ячейки фильтра. На рис. 3 показана схема, демонстрирующая механизм фильтрации на «фильтрующей корке» (поток металла через фильтр, крупные частицы включений, удерживаемые фильтром, собирают более мелкие частицы). 
         
 Рис. 3. Механизм фильтрующей корки                               Рис. 4. Мост микровключений между стенками
                                                                                                              0.10 дюймовой ячейкой
                                                                                                              прессованного ячеистого фильтра

В ковком чугуне наиболее вероятен механизм удаления микровключений, (<1% от размера ячеек) фильтрацией через образование «мостов включений». При прохождении металлического потока через активно фильтрующую поверхность фильтра во время его разделения формируются маленькие завихрения вновь образующихся потоков. Эти маленькие завихрения потоков захватывают мельчайшие неметаллические включения до вступления их в контакт со стенками ячеек фильтра. По мере нарастания потока эти частицы продолжат удерживать друг друга и начинают формировать «мост» включений. На рис. 4 отображен  «мост» включений, образованный сульфидными и оксидными включениями из ковкого чугуна. Это явление неоднократно наблюдалось при применении ячеистых фильтров двух типов и применении пенокерамических фильтров.

ОБЪЁМНАЯ ФИЛЬТРАЦИИ
Внутренняя структура фильтра способна улавливать маленькие частицы окалины и шлака. Мельчайшие изменения потока становятся причиной соприкосновения частиц со стенками керамического фильтра.

Рис. 5. Механизм объёмной фильтрации                             Рис. 6. Частица песка, удержанная слоем
                                                                                                             глубокой фильтрации в
                                                                                                             прессованном ячеистом фильтре

На рис. 5 показан механизм объёмной фильтрации (поток металла через фильтр и частицы шлак, прилипшие к стенкам пор фильтра). На рис. 6 можно увидеть песочное зерно, удержанное слоем глубокой фильтрации на поверхности ячейки прессованного керамического ячеистого фильтра.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФИЛЬТРАЦИИ
Многие исследователи предпринимали попытки измерить и сравнить эффективность работы фильтров. Например, в статье [3] в процессе обсуждения сравниваются фильтры трёх наиболее применяемых типов. В ней приводятся данные испытаний эффективности фильтрации этих фильтров в целом. В ходе исследовательской работы производились одновременные заливки форм с использованием фильтров и без них для получения сравнительной характеристики эффективности фильтрации. Приводятся количественные и качественные показатели, полученные в ходе проведенных экспериментов.
Для качественного проведения эксперимента необходимо сохранение одинаковых параметров, таких как состав металла, температура заливки и время заливки. Одинаковый состав металла можно обеспечить, если производить заливку опытных образцов металлом одной плавки, однако, это приводит к разнице температур заливки между первой и последней формами. Для учёта этого изменения были отлиты четыре серии литейных форм, порядок заливки был изменен между первыми двумя температурами и оставшимися двумя. Каждая серия начиналась и заканчивалась с форм без фильтров. Система сужалась к основанию стояка.
Это было сделано для нивелирования технологических различий при использовании разного типа фильтров. Ступенчатый блок отливок был спроектирован специально для проведения исследований. Схема собранной литниковой системы представлена на рис. 7 (обозначена линия разъёма формы, стояк, фильтр, расположение отливок и выпор). Отливки представляли собой две пластины, толщиной 3 дюйма, (75 мм), и ? дюйма, (6 мм).  
Система была управляемая, поэтому поток чугуна шел через стояк в шлакоуловитель, а затем через фильтр в питатель.  


  Рис. 7. Ступенчатый блок отливок,                                      Рис. 8. Поверхность отливки с рейтингом 3 - хорошая
          разработанный для изучения
          эффективности фильтрации
                              
 Рис. 9. Поверхность отливки с рейтингом 2 - чистая       Рис. 10. Поверхность отливки с рейтингом 1 - плохая
                                                                                                                          
КАЧЕСТВЕННАЯ МЕТАЛЛОГРАФИЯ
Поверхность каждой отливки была исследована визуально на наличие дефекта усадочных раковин. Наличие этих дефектов обычно связывают с наличием микроскопических силикатных включений. Отливки были подразделены на: “3” для хорошей поверхности на выходе, “2” для чистой поверхности, и “1”  для плохой поверхности. Образцы, которые были рассмотрены как  хорошие, чистые и плохие представлены на рис. 8, 9 и 10.

                         
  Рис. 11. Сравнительные показатели фильтров каждого типа
             
Все залитые отливки были классифицированы по вышеуказанной системе. Средний показатель каждого типа фильтра представлен на диаграмме (рис. 11). Как видно из средних показателей, исследованные фильтры показали одинаковый уровень качества поверхности готового литья.
Все протестированные фильтры показали хороший уровень качества поверхности литья и как это видно на диаграмме, они одинаковы по своей способности очищать металл от включений, служащих причиной возникновения пористости и нарушения качества поверхности отливок.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ МЕТАЛЛОГРАФИЯ
Отливки каждой серии были подвергнуты количественной металлографии.
Её основа заключалась в подсчете числа микровключений присутствующих в образцах отливок из каждой серии. Образцы из серии отливок толщиной три дюйма были тщательно отполированы для того чтобы убедиться в том, что включения не были занесены с полировкой в образец. Каждый образец был размечен по 10x10 сетчатой форме для получения 100 площадок. Каждая площадка была размером 300?m x 350?m. Частицы с площадью большей, чем 160?m2 не учитывались, так как это были шарики графита. Однако существует возможность того, что некоторые частицы, включённые в расчет, были включениями шаровидного графита, частично подсчитывались для получения общей картины. С целью наглядности в подсчете эффективность фильтрации нефильтрованных отливок принималась как «0». Количество включений, обнаруженных в нефильтрованном литье, можно  учитывать как 100%. Сравнительная эффективность каждого типа фильтров может быть подсчитана. Диаграмма эффективности фильтрации расплава на разных типах фильтров представлена на рис. 12, хотя проведенные исследования, конечно, не представляют абсолютной сравнительной картины фильтрации для каждого типа фильтров. Отливки, взятые только из одной серии, как было отмечено ранее, отличались от заливки к заливке, как и следовало ожидать. Однако, исследования показали, что эффект использования фильтров из-за их способности удалять микро и макро включения, в общем, заслуживает внимания.
Это продемонстрировано и качественными, и количественными исследованиями.


 Рис. 12. Сравнение эффективности фильтров

НАПОР ПОТОКА
Обеспечение оптимального потока расплава – это одно из важнейших свойств фильтров. Фильтры специальных моделей должны в идеале обеспечивать оптимальный напор потока металла, при обеспечении его равномерности. Фильтр должен оказывать наименьшее сопротивление в процессе заливки. Большинство производителей керамических фильтров рекомендуют выбирать фильтры с активной фильтрующей поверхностью в 3-5 раз, превышающей, площадь самого узкого сечения формы, но даже если следовать этим рекомендациям, большая разница в изменении напора потока может порой привести к проблемам.
Учитывая факторы, такие как чистота металла, его температура и химический состав  равномерный напор потока металла через фильтр будет зависеть от неизменности таких свойств как  процентное отношение открытой площади к площади пор.
В научной работе [4] приводятся данные сравнения характеристик потоков металла, обеспечиваемых тремя типами фильтров. Исследования были сначала проведены с использованием оборудования на водном потоке, а затем на расплаве ковкого чугуна.
Установка по тестированию уровня водного потока была сконструирована для подсчета скорости потока, обеспечиваемого различными типами фильтров. Размеры изученных фильтров - 50 x 50 mm. Это основные модели фильтров, рекомендуемые для использования при изготовлении отливок из ковкого чугуна. Цель состояла в оценке величины неизменности уровня потока от одного фильтра к следующему. Сто участков каждого фильтра были измерены для получения наиболее четкого представления о различных вариациях. На рис. 13 по результатам оценки представлены кривые изменения напора водного потока для различных типов фильтров (по 25 штук для каждого типа). На графике видно, что имеет место большая разница в напоре потока в пенокерамических фильтрах, в то время как ячеистые керамические фильтры характеризуются незначительной разницей от фильтра к фильтру. Этот график отображает ожидаемые различия между фильтрами. Различия в типах фильтров хорошо видны на представленном графике на рис. 14.
Кривая распределения является нормальной, что свидетельствует о том, что тестируемые образцы являются  качественными. Так же видно, что прессованные керамические фильтры и экструдированные фильтры обеспечивают практически одинаковый напор потока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 13. Уровень потока воды в первых 25 фильтрах
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14. Распределение уровней потоков воды


Причина нарушения равномерности напора потока у пенокерамических фильтров – это их хаотичная структура.
В пенокерамических фильтрах постоянно будет наблюдаться различие в строении их пор, а, следовательно, и в количестве керамического слоя. От одного фильтра к другому структура фильтров и строение их пор будет постоянно меняться. Из-за особенностей технологии изготовления пенокерамических фильтров в их структуре всегда будут «мертвые» пятна, которые вообще не пропускают, тормозят поток металла – работают как камни в быстрой реке. Это непостоянство отображено на графике. Если фильтр обеспечивает не равномерный напор потока, это значит, что у него непостоянная емкость. Фильтры с хорошей пористостью и низким процентом открытой площади могут преждевременно закупориваться и служить причиной увеличения времени заливки.
С другой стороны, структуру ячеистых фильтров можно повторять с высокой точностью, что позволяет обеспечивать практически одинаковый напор потока металла и одинаковую ёмкость фильтра.

НАПОР ПОТОКА МЕТАЛЛА
Несмотря на то, что водный поток дает хорошую наглядность сравнительной характеристики типов фильтров он не может полностью показать картину фильтрации потока чугуна. Когда чугун проходит через фильтр его напор не будет равномерным. Напор потока чугуна, проходящего через фильтр, будет снижаться по мере сбора неметаллических включений на фильтре.
В работе, выполненной при изучении напора потока чугуна через фильтры [5], отражены результаты, полученные при проведении аналогичных экспериментов с применением воды. Ячеистые фильтры обеспечивают значительно больший напор потока, чем пенокерамические фильтры. В ходе экспериментальной работы было использовано только по одному фильтру каждого типа. Используя большее количество фильтров, при проведении экспериментальной работы на установке с водой, можно было бы получить наиболее полное представление по обеспечению постоянства уровня потока металла пенокерамическими фильтрами.

ЁМКОСТЬ
Емкость фильтра тесно связана с напором потока металла и эффективностью фильтрации.  Если фильтр имеет высокую эффективность фильтрации, это снижает его емкость и напор потока. Одинаково высокое качество отливок может быть обусловлено созданием фильтра, в котором в высшей степени были бы выражены все эти свойства, но если этот фильтр существовал, у него была бы склонность преждевременно засоряться.
С другой стороны, если емкость слишком высока эффективность фильтрации может снижаться. В ходе исследований [5]  удалось установить, что при 1350°C (2462°F), в ковком чугуне экструдированные ячеистые фильтры имеют немного большую ёмкость, чем прессованные ячеистые керамические фильтры. Оба типа ячеистых фильтров имеют более высокую емкость, чем пенокерамические фильтры. При 1450°C, (2642°F), тем не менее, различия между типами фильтров значительно снижаются.
В этой научной работе исследовано по одному фильтру каждого типа. Показывая неоднозначные характеристики в экспериментах с потоком воды, пенокерамические фильтры имеют такую же тенденцию к изменению ёмкости. Различия по ёмкости фильтров часто скрыты из-за использования больших площадей фильтрации применительно к  сужающимся системам.

ТРЕБУЕМЫЕ КАЧЕСТВА
Требования к пределам отклонения геометрических размеров становятся все более жесткими в последнее время. Фильтры должны подходить к размеру гнезда литейной формы  для его установки изначально и каждый раз с минимальной опасностью  возникновения течи между фильтром и формой. Это имеет особое значение при автоматической установке фильтров. Для сравнения постоянства их размеров были измерены 100 фильтров каждого типа. Прессованные фильтры и пенокерамические фильтры были размерами 50 mm x 50 mm x 22 mm. Экструдированные фильтры были размерами 55 mm x 55 mm x 13 mm. Во время проведения эксперимента были фильтры только этих размеров. Пенокерамические фильтры имели тип свободной формы с хаотичными кромками. Результаты представлены на графиках на рис. 15, 16, 17. Фильтры с наиболее постоянными размерами – это экструдированные и прессованные ячеистые фильтры.
Пенокерамические фильтры в два раза отличаются от фильтров других типов по отклонениям от изначально заданных геометрических размеров. Это происходит из-за технологических особенностей процесса их производства.  Прессованные фильтры производят в одинаковых условиях с использованием стальных матриц, что позволяет обеспечивать постоянство соблюдения геометрических размеров. Экструдированные фильтры производят методом выдавливания через мундштук из большой длинной заготовки и затем нарезают в размер (по толщине). Их геометрия может нарушиться из-за скручивания при нарезке. Исследованные пенокерамические фильтры изготавливаются из полиуретана. Их вырезают из пены до добавления керамического связующего в пену.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 15. Нормальное распределение длины фильтра

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Нормальное распределение ширины фильтра

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17. Нормальное распределение толщины фильтра


После обработки керамической оболочкой фильтры растягивают и придают им форму в процессе производства. Геометрия кромок фильтров также зависит от керамической обработки в процессе производства.  Это также можно отнести к процессу образования формы. Жидкая керамическая масса стекает с краёв пены. Острые края могут образовываться на кромках фильтров, что может послужить причиной срезания слоя материала формы при установке фильтра и попадания его в полость формы.

ХОЛОДНАЯ ПРОЧНОСТЬ
Прочность фильтров в холодном состоянии очень важна при транспортировке фильтров. Важно чтобы фильтр не потрескался и его кусочки не отвалились от него в процессе транспортировки, т.к. эти кусочки могут быть занесены в тело отливки с потоком металла. Фильтр также должен обладать достаточной прочностью в процессе сборки формы. Прочность может быть измерена по тесту трёх точек. При этом фильтр помещают на две горизонтальные стойки. Сверху давят третьей стойкой. Давление увеличивают до тех пор, пока фильтр не разрушится. Этому эксперименту были подвергнуты 20 фильтров каждого типа (рис. 18).


 Рис. 18. Сравнение прочности в холодном состоянии различных типов фильтров
 
Прессованные ячеистые фильтры оказались наиболее прочными. Эктрудированные фильтры выдерживали вполовину меньшую нагрузку, чем прессованные ячеистые фильтры.  Пенокерамические фильтры не выдерживали и одной третьей нагрузки. Эти фильтры являются хрупкими по своей природе (небольшие кусочки могут отламываться от них потоком металла и уноситься в форму). Особенно при неточной установке фильтра в форму.

ГОРЯЧАЯ ПРОЧНОСТЬ
Фильтры, безусловно, должны выдерживать давления потока горячего металла. Для проведения эксперимента была применена малая печь, в которой нагревали металл до 1500°C (2732°F). Внутри печи поместили трубу диаметром 1.60 дюйма. Фильтры помещали в горячую печь через маленькое открытое отверстие спереди, и устанавливали на торце трубы, для имитации термоудара в форме. После выравнивания температуры образца и печи до 1500°C (2732°F) в центре фильтра размещался груз из огнеупорного материала высотой 0,705 дюйма. Нагрузку на фильтр увеличивали до разрушения фильтра. Пиковая нагрузка фиксировалась. Таким путем были измерены образцы каждого типа фильтров. Результаты измерений представлены на рис. 19.

 
  Рис. 19. Сравнение прочности в горячем состоянии различных типов фильтров

Прессованные ячеистые фильтры намного прочнее, чем экструдированные и пенокерамические фильтры. Прочность в горячем состоянии прессованных ячеистых фильтров при замере показала значение более чем в два раза превышающее для экструдированных и пенокерамических фильтров. Это ещё раз демонстрирует преимущества прессованной керамики.
Тест, описанный ранее, является статическим тестом, разработанным специально для замера прочности фильтров при повышенных температурах. В реальных условиях – при заливке металла в форму на фильтр не только оказывается статическое воздействие высоких температур, но и динамическое воздействие потока метала идущего через него.

ЦЕНА
Реальная цена каждого типа фильтров не может быть определена однозначно. Разные производители назначают свои цены, которые зачастую зависят от объёма заказа клиентом. Но, общепринятым является, что пенные фильтры самые дорогие после экструдированных. Прессованные ячеистые фильтры в основном самые экономичные по цене. Цена меняется в процессе ее формирования. Пенокерамические фильтры проходят через целый цикл операций, в которые включены полиуретановая заготовка с обработкой ее керамическим составом. Затем фильтры проходят через несколько пунктов чистки и мойки перед обжигом в печи. Экструдированные  фильтры  производят из заготовки.
Производство прессованных фильтров менее сложно в изготовлении, т.к. их прессуют в матрицу, чистят и обжигают.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Исследования по изучению эффективности фильтрации показали, что все керамические фильтры эффективны в своем основном свойстве  –  удаление неметаллических включений и улучшении качества поверхности готовых отливок. Основные различия между типами фильтров проявляются в таких свойствах как прочность, способность обеспечивать равномерность потока, требуемая стабильность, пропускная способность и стоимость.
Исследования с потоком воды имели своей целью сравнить фильтры и показать идентичность действия их при прохождении потока чугуна через фильтр.
Напор потока металла, проходящего через фильтр, зависит от ёмкости фильтра и его эффективности фильтрации. С увеличением напора потока и ёмкости фильтра снижается фильтрующая способность. Эта  зависимость действует и в обратном направлении. Тем не менее, если фильтр обеспечивает весьма непостоянный поток металла, способность фильтрации такого потока металла фильтром и ёмкость фильтра также будут изменяться.
Постепенное снижение скорости потока свидетельствует о нарастании закупорки фильтра.
В работе [6] исследовали усталостную прочность отливок, полученных с применением ячеистых фильтров и пенокерамических фильтров. Было обнаружено, что ячеистые фильтры обеспечивают более гладкую поверхность отливок. Применение пенокерамических фильтров приводит к получению непредсказуемой поверхности отливок ? от худшей до лучшей.
Все отливки различаются и одни из них могут быть не столь чувствительны к некоторым параметрам по сравнению с другими, однако, с точки зрения инженерного баланса ясно, что большую стабильность результатов могут обеспечить только ячеистые фильтры.
Пенокерамические фильтры отличаются хорошей эффективностью фильтрации, но они не могут обеспечивать равномерный напор потока металла и отличаются довольно высокой ценой.
Экструдированные ячеистые фильтры обеспечивают неплохую степень равномерности напора потока и отличаются неплохим качеством изготовления, но им можно пожелать лучшего в области прочностных свойств.
Прессованные ячеистые фильтры обладают неплохой эффективностью фильтрации при обеспечении равномерного напора потока и пропускной способности, имеют хорошую горячую и холодную прочность, хорошую требуемую стабильность геометрических размеров и умеренную стоимость.
Должно отметить в выводе, что в ковком чугуне использование ячеистых прессованных фильтров является лучшим решением для обеспечения расчетного баланса параметров производительности, о которых шла речь.

ССЫЛКИ
1. I.N. Delaney et al., “An Examination of Runner System Design in Vertically Parted
    Moulding”, 96th AFS Casting Congress, Pre-print #92-104. 1992.
2. Hamilton Porcelains’ Technical Data sheet No 1/95
3. Hamilton Porcelains’ Technical Data Sheet No 3/95
4. Christine Daglish, “The Flow Rates of Hamilton Porcelains’ Filters verses Competitor's
    Filters” Hamiltons Porcelains Ltd. Technical Report (unpublished)
5. A.L. Matthews et al., “Flow Rate and Capacity of Molten Metal Filters for Ductile iron”
    AFS Transactions, 1995 pp 183-187
6. P.R. Kahn et al., “The Effect of Various Ceramic Filter on the Flow Behavior, dross
    Levels and Fatigue Properties of Ductile Iron,” The British Foundryman, June 1987, pp
    237-244.

 



Назад | Комментарии (0) | Вперед     Вернуться к содержанию

Россия, 454901, г.Челябинск,
ул. Водрем-40, строение 25

Пишите нам      

Rambler's Top100