專利名稱：一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法及用該方法制備的過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔融金屬過濾用泡沫陶瓷過濾器制造技術(shù)，特指一種制備熔融金屬 過濾用泡沫陶瓷過濾器的的方法及用該方法制備的過濾器。
技術(shù)背景泡沫陶瓷過濾器是一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特殊過濾產(chǎn)品，從八十年代初開始，歐 美、日本等工業(yè)發(fā)達國家為提高鑄件質(zhì)量和產(chǎn)品合格率，相繼在澆道中加裝泡沫陶 瓷過濾裝置，從而促進泡沫陶瓷過濾產(chǎn)品的大規(guī)模使用，目前它己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于 各種高溫金屬熔液的過濾和凈化。實踐證明，泡沫陶瓷過濾器不僅能夠去除金屬熔 煉過程中產(chǎn)生的氧化夾渣和澆鑄過程中產(chǎn)生的氣孔，大幅度降低由于夾渣和氣孔造 成的渣孔廢品率，還能夠顯著改善金屬的機械和切削性能。從已公開發(fā)表的文獻可知，泡沫陶瓷的性能取決于兩個關(guān)鍵因素， 一個陶瓷配 方，另一個是制造工藝。通用的制造方法為先將陶瓷原料制成具有觸變性的陶瓷漿 料，然后將陶瓷漿料涂覆到有機網(wǎng)狀泡沫載體上，干燥后在高溫下，有機載體燃燒 后剩下陶瓷網(wǎng)狀泡沫結(jié)構(gòu)就是泡沫陶瓷。在國外，有一些大耐火材料公司如英國的 FOSECO公司，德國的DRACHE公司，美國的SELEE公司，VESUVIOUS HI—TECH 公司，日本的BRIDGESTONE公司等，已經(jīng)采用全自動生產(chǎn)線來生產(chǎn)泡沫陶瓷過 濾器，他們的陶瓷配方采用陶瓷粉體加無機膠態(tài)粘結(jié)劑體系，采用有機泡沫浸漿工 藝，比如瑞士鋁公司專利CN88I01382和美國SELEE公司專利CN1700948A。這些 公司制造的泡沫陶瓷過濾器質(zhì)量穩(wěn)定，價格昂貴，占有全世界絕大多數(shù)的過濾器市 場份額包括中國市場。我國泡沫陶瓷的研究始于上世紀80年代初，哈爾濱工業(yè)大學 于1982年研制成功用于鋁合金過慮的泡沫陶瓷過濾器，陜西機械學院于1985年申 請了泡沫陶瓷專利CN85102359A。但是直到上世紀90年代國內(nèi)才開始批量生產(chǎn)泡 沫陶瓷過濾器，由于普遍采用初級原料和手工制造，.雖然價格比進口的便宜，但是 產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定，強度低，易掉渣和高溫性能不穩(wěn)定等缺陷，因而市場占 有率不高。針對上述存在的問題，研制一種質(zhì)量穩(wěn)定易于自動化生產(chǎn)的泡沫陶瓷制
造技術(shù)是目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)效率較高、產(chǎn)品質(zhì)量較好 工藝簡單，易操作、成本低、易產(chǎn)業(yè)化的制備泡沫陶瓷過濾器的方法及用該方法制 備的過濾器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的-一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，包括如下步驟選取不同孔徑的有機網(wǎng)狀泡 沫海綿加工成所需要的尺寸，以碳化硅為主要成份、煅燒氧化鋁、超細氧化硅和超 細氧化鋁為無機結(jié)合劑、加上聚乙烯醇等有機粘結(jié)劑制成不同濃度的含水陶瓷觸變 漿料，對網(wǎng)狀泡沫海綿進行一次浸漿預(yù)處理，干燥后再二次浸漿，再次干燥后制得 過濾器坯體，成型好的坯體經(jīng)干燥、高溫燒成，除去有機成分，制得所述的碳化硅 泡沫陶瓷過濾器。一次漿料的制造和浸漿工藝將觸變獎料稀釋到水分含量為40-50%時，得到一次漿料。網(wǎng)狀泡沫海綿的預(yù)處理:將預(yù)先切好形狀和大小的網(wǎng)狀泡沫海綿浸入一次漿料 中，將吸滿一次漿料的網(wǎng)狀泡沫海綿通過預(yù)先已經(jīng)調(diào)整好間距的輥壓機，擠壓出多 余的漿料，使網(wǎng)狀泡沫海綿的網(wǎng)筋上包裹一層很薄的陶瓷漿料，將通過輥壓后的網(wǎng)狀泡沫海綿在室溫干燥24小時或者40-60°C干燥8-10小時后，得到預(yù)處理完畢的 海綿坯體進行二次浸漿。二次浸槳工藝將經(jīng)過預(yù)處理并干燥后的網(wǎng)狀泡沫海綿坯體浸入二次漿料中， 待其吸滿漿后，將海綿通過預(yù)先調(diào)整好間距的輥壓機，擠出多余的漿料，保證陶瓷 漿料均勻涂覆在網(wǎng)狀泡沫海綿的表面，制得泡沫陶瓷過濾器坯體。干燥、高溫燒結(jié)工藝將泡沫陶瓷過濾器坯體在室溫干燥48小時或者60-80。C 干燥12小時，徹底排除水分后，經(jīng)1300 1400QC高溫燒成，網(wǎng)狀泡沫海綿和有 機粘結(jié)劑全部在高溫下燃燒揮發(fā)，留下具有三維網(wǎng)狀泡沫結(jié)構(gòu)的海綿狀陶瓷體，即 為本發(fā)明所制造的泡沫陶瓷過濾器。本發(fā)明的泡沫陶瓷過濾器是由一種以碳化硅為主、含有超細氧化鋁和超細氧化 硅為結(jié)合劑的陶瓷泥漿制成，這種過濾器所具有開孔結(jié)構(gòu)，是利用網(wǎng)狀泡沫材料作 為載體形成的由上述陶瓷經(jīng)燒結(jié)后構(gòu)成的泡沫結(jié)構(gòu)，所述的陶瓷固體中含有至少 60%的碳化硅、至少3%的超細氧化鋁和至少3%的超細氧化硅作為結(jié)合劑。上述配方中固體含量具體可為碳化硅粉的含量為60-卯％，超細氧化鋁粉的含 量為3-10%，超細氧化硅粉的含量為3-10%，其余為煅燒氧化鋁粉、水和有機粘結(jié)劑。本發(fā)明中陶瓷漿料使用的主要原料是碳化硅粉，粒度為-600目，平均粒徑為8-14um，也可以使用320目的碳化硅粉，其平均粒徑為28-44um，碳化硅含量不 低于98%，超細氧化鋁粉，平均粒徑為1 3um，氧化鋁含量不低于99.5%，超 細氧化硅粉，平均粒徑0 1um，氧化硅的含量不低于97%。煅燒氧化鋁粉，平 均粒徑5-8um，氧化鋁含量不低于99%。使用該方法制造的泡沫陶瓷過濾器具有孔隙率高、耐熱沖擊性能好和強度高等 特點，由于采用獨特的二次浸漿輥壓成型工藝，減少人工操作，產(chǎn)品質(zhì)量的一致性 得到極大的提高。
具體實施例方式
實施例1按照以下的配方，配制一種具有觸變性能的陶瓷漿料(我們成為二次漿料):70kg碳化硅粉，30kg煅燒氧化鋁粉，5kg的超細氧化鋁粉和3kg超細氧化硅粉，37kg的 自來水和0.25kg的PVA粘結(jié)劑，將上述陶瓷粉和水以及粘結(jié)劑放入球磨機中球迷4 小時，制成二次漿料。將前述的二次漿料用水稀釋1倍，球磨l小時制得一次漿料。 網(wǎng)狀泡沫海綿的預(yù)處理，將切削好形狀和大小的網(wǎng)狀泡沫海綿浸入一次漿料中，將 吸滿漿料的海綿通過預(yù)先設(shè)定好一定間距的輥壓機，擠出多余的漿料，得到表面包 裹很薄一層陶瓷漿料的網(wǎng)狀泡沫海綿坯體。將此坯體在室溫下自然干燥24小時。 將預(yù)處理過并干燥的海綿浸入二次漿料中，將吸滿二次漿料的海綿通過預(yù)先調(diào)整好 間距的輥壓機，擠出多余的漿料，得到均勻涂覆陶瓷漿料的泡沫海綿坯體，此坯體 在室溫下干燥48小時后，即得到泡沫陶瓷過濾器坯體，經(jīng)過1380。C燒結(jié)22小時， 獲得碳化硅泡沫陶瓷過濾器。經(jīng)過測試，此碳化硅泡沫過濾器器的性能如下體積 密度0.46g/cm3，通孔率85.72%，抗壓強度1.67MPa,耐火度1720°C，抗熱
震性1300。C 室溫，2次不裂。 實施例2按照實施例1的方法，采用不同的配比配制一種同樣具有觸變性能的陶瓷漿料 (我們成為二次漿料)65kg碳化硅粉，30kg煅燒氧化鋁粉，5kg的超細氧化鋁粉 和5kg超細氧化硅粉，33kg的自來水和0.2kg的聚乙烯醇(PVA)粘結(jié)劑，'將上述 陶瓷粉和水以及粘結(jié)劑放入球磨機中球迷4小時，制成二次漿料。 將前述的二次漿料用水稀釋1.5倍，球磨1小時制得一次漿料。 采用與實施例l相同的海綿預(yù)處理和浸漿工藝以及干燥方法，得到泡沫陶瓷過濾器 坯體，此坯體在1380。C燒結(jié)22小時，獲得碳化硅泡沫陶瓷過濾器。經(jīng)過測試，此 碳化硅泡沫過濾器的性能如下體積密度0.45g/cm3,通孔率86.34%，抗壓強度 1.58MPa，耐火度1710°C，抗熱震性1300。C 室溫，2次不裂。 工業(yè)實用性本發(fā)明中的制造方法是適合工業(yè)幵發(fā)利用的，它不僅簡單易行便于工業(yè)化，還與現(xiàn) 有的技術(shù)截然不同。
權(quán)利要求
1、一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于包括如下步驟選取不同孔徑的有機網(wǎng)狀泡沫海綿加工成所需要的尺寸；以碳化硅為主要成份、煅燒氧化鋁、超細氧化硅和超細氧化鋁為無機結(jié)合劑、加上聚乙烯醇等有機粘結(jié)劑制成不同濃度的含水陶瓷觸變漿料，對網(wǎng)狀泡沫海綿進行一次浸漿預(yù)處理，干燥后再二次浸漿，再次干燥后制得過濾器坯體，成型好的坯體經(jīng)干燥、高溫燒成、除去有機成分，制得所述的碳化硅泡沫陶瓷過濾器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于是采 用相同的陶瓷材料配方，但不同濃度的陶瓷觸變漿料進行二次上漿處理， 一次上漿 的目的是在網(wǎng)狀泡沫海綿的網(wǎng)筋上包裹一層薄薄的陶瓷漿， 一次上漿坯體干燥后， 將上述預(yù)處理過的海綿二次浸入前述制備的陶瓷漿料中，吸滿漿料后通過輥壓機去 除多余的陶瓷漿料，制成網(wǎng)孔均勻一致的泡沫陶瓷坯體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于是采 用相同陶瓷材料配方，但有機粘結(jié)劑如聚乙烯醇和水的加入量不同，來調(diào)節(jié)陶瓷漿 料的濃度，以適應(yīng)本方法所提出的二次浸漿工藝。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于 一次 漿料的制造將觸變漿料稀釋到水分含量為40-50%時，得到一次漿料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于網(wǎng)狀 泡沫海綿的預(yù)處理將預(yù)先切好形狀和大小的網(wǎng)狀泡沫海綿浸入一次漿料中，將吸 滿一次漿料的網(wǎng)狀泡沫海綿通過預(yù)先己經(jīng)調(diào)整好間距的輥壓機，擠壓出多余的漿 料，使網(wǎng)狀泡沫海綿的網(wǎng)筋上包裹一層很薄的陶瓷漿料，將通過輥壓后的網(wǎng)狀泡沫 海綿在室溫干燥24小時或者40-60°C干燥8-10小時后，得到預(yù)處理完畢的海綿坯 體進行二次浸漿。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于二 次浸漿工藝將經(jīng)過預(yù)處理并干燥后的網(wǎng)狀泡沫海綿坯體浸入二次漿料中，待其吸 滿漿后，將海綿通過預(yù)先調(diào)整好間距的輥壓機，擠出多余的漿料，保證陶瓷槳料均 勻涂覆在網(wǎng)狀泡沫海綿的表面，制得泡沫陶瓷過濾器坯體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備泡沫陶瓷過濾器的方法，其特征在于干燥 及高溫燒成工藝將泡沫陶瓷過濾器坯體在室溫干燥48小時或者60-80°C干燥12 小時，徹底排除水分后，經(jīng)1300 1400。C高溫燒成，網(wǎng)狀泡沫海綿和有機粘結(jié)劑 全部在高溫下燃燒揮發(fā)，留下具有三維網(wǎng)狀泡沫結(jié)構(gòu)的海綿狀陶瓷體，即為本發(fā)明 所制造的泡沫陶瓷過濾器。
8、 一種用權(quán)利要求1所述的方法制作的泡沫陶瓷過濾器，是由一種以碳化硅為 主、含有超細氧化鋁和超細氧化硅為結(jié)合劑的陶瓷泥漿制成，這種過濾器所具有開 孔結(jié)構(gòu)，是利用網(wǎng)狀泡沫材料作為載體形成的由上述陶瓷經(jīng)燒結(jié)后構(gòu)成的泡沐結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述的陶瓷固體中含有至少60%的碳化硅、至少3%的超細氧化鋁和 至少3%的超細氧化硅作為結(jié)合劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的泡沫陶瓷過濾器，其特征在于其中碳化硅固體含量 為60% 90%。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的的泡沫陶瓷過濾器，其特征在于其中所含的超細 氧化鋁固體含量為3 10%，平均粒度為1 3um;超細氧化硅固體含量為3~10%， 平均粒度為0 1um。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫陶瓷過濾器及其制造方法。本發(fā)明提及的泡沫陶瓷過濾器，是一種以碳化硅為主要材料，以無機材料超細氧化鋁和超細氧化硅為結(jié)合劑，以有機網(wǎng)狀泡沫材料為載體，通過二次浸漿工藝制成過濾器坯體，經(jīng)干燥后，高溫燒結(jié)而成的泡沫陶瓷過濾器。本發(fā)明具有工藝簡單，易操作、成本低、易產(chǎn)業(yè)化等特點，本發(fā)明制造的泡沫陶瓷過濾器不僅具有良好的力學性能和抗熱沖擊性，而且具有良好的一致性和化學穩(wěn)定性。
文檔編號B01D39/20GK101117295SQ20071003007
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者萬冬梅, 剛 彭, 陳國偉 申請人:佛山市非特新材料有限公司