泡沫陶瓷过滤器专利，具有多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法

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泡沫陶瓷过滤器专利，一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法及用该方法制备的过滤器的制作方法

专利名称：

一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法及用该方法制备的过滤器的制作方法 技术领域：

本发明涉及熔融金属过滤用泡沫陶瓷过滤器制造技术，特指一种制备熔融金属 过滤用泡沫陶瓷过滤器的的方法及用该方法制备的过滤器。

技术背景泡沫陶瓷过滤器是一种三维网状结构的特殊过滤产品，从八十年代初开始，欧 美、日本等工业发达国家为提高铸件质量和产品合格率，相继在浇道中加装泡沫陶 瓷过滤装置，从而促进泡沫陶瓷过滤产品的大规模使用，目前它己经被广泛应用于 各种高温金属熔液的过滤和净化。

实践证明，泡沫陶瓷过滤器不仅能够去除金属熔 炼过程中产生的氧化夹渣和浇铸过程中产生的气孔，大幅度降低由于夹渣和气孔造 成的渣孔废品率，还能够显著改善金属的机械和切削性能。

从已公开发表的文献可知，泡沫陶瓷的性能取决于两个关键因素， 一个陶瓷配 方，另一个是制造工艺。

通用的制造方法为先将陶瓷原料制成具有触变性的陶瓷浆 料，然后将陶瓷浆料涂覆到有机网状泡沫载体上，干燥后在高温下，有机载体燃烧 后剩下陶瓷网状泡沫结构就是泡沫陶瓷。

在国外，有一些大耐火材料公司如英国的 FOSECO公司，德国的DRACHE公司，美国的SELEE公司，VESUVIOUS HI—TECH 公司，日本的BRIDGESTONE公司等，已经采用全自动生产线来生产泡沫陶瓷过 滤器，他们的陶瓷配方采用陶瓷粉体加无机胶态粘结剂体系，采用有机泡沫浸浆工 艺，比如瑞士铝公司专利CN88I01382和美国SELEE公司专利CN1700948A。

这些 公司制造的泡沫陶瓷过滤器质量稳定，价格昂贵，占有全世界绝大多数的过滤器市 场份额包括中国市场。

我国泡沫陶瓷的研究始于上世纪80年代初，哈尔滨工业大学 于1982年研制成功用于铝合金过虑的泡沫陶瓷过滤器，陕西机械学院于1985年申 请了泡沫陶瓷专利CN85102359A。

但是直到上世纪90年代国内才开始批量生产泡 沫陶瓷过滤器，由于普遍采用初级原料和手工制造，。虽然价格比进口的便宜，但是 产品普遍存在质量不稳定，强度低，易掉渣和高温性能不稳定等缺陷，因而市场占 有率不高。

针对上述存在的问题，研制一种质量稳定易于自动化生产的泡沫陶瓷制 造技术是目前迫切需要解决的问题。

发明内容 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种生产效率较高、产品质量较好 工艺简单，易操作、成本低、易产业化的制备泡沫陶瓷过滤器的方法及用该方法制 备的过滤器。

本发明的目的是这样实现的-一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，包括如下步骤选取不同孔径的有机网状泡 沫海绵加工成所需要的尺寸，以碳化硅为主要成份、煅烧氧化铝、超细氧化硅和超 细氧化铝为无机结合剂、加上聚乙烯醇等有机粘结剂制成不同浓度的含水陶瓷触变 浆料，对网状泡沫海绵进行一次浸浆预处理，干燥后再二次浸浆，再次干燥后制得 过滤器坯体，成型好的坯体经干燥、高温烧成，除去有机成分，制得所述的碳化硅 泡沫陶瓷过滤器。

一次浆料的制造和浸浆工艺将触变奖料稀释到水分含量为40-50%时，得到一次浆料。

网状泡沫海绵的预处理：

将预先切好形状和大小的网状泡沫海绵浸入一次浆料 中，将吸满一次浆料的网状泡沫海绵通过预先已经调整好间距的辊压机，挤压出多 余的浆料，使网状泡沫海绵的网筋上包裹一层很薄的陶瓷浆料，将通过辊压后的网状泡沫海绵在室温干燥24小时或者40-60°C干燥8-10小时后，得到预处理完毕的 海绵坯体进行二次浸浆。

二次浸桨工艺将经过预处理并干燥后的网状泡沫海绵坯体浸入二次浆料中， 待其吸满浆后，将海绵通过预先调整好间距的辊压机，挤出多余的浆料，保证陶瓷 浆料均匀涂覆在网状泡沫海绵的表面，制得泡沫陶瓷过滤器坯体。

干燥、高温烧结工艺将泡沫陶瓷过滤器坯体在室温干燥48小时或者60-80。

C 干燥12小时，彻底排除水分后，经1300 1400QC高温烧成，网状泡沫海绵和有 机粘结剂全部在高温下燃烧挥发，留下具有三维网状泡沫结构的海绵状陶瓷体，即 为本发明所制造的泡沫陶瓷过滤器。

本发明的泡沫陶瓷过滤器是由一种以碳化硅为主、含有超细氧化铝和超细氧化 硅为结合剂的陶瓷泥浆制成，这种过滤器所具有开孔结构，是利用网状泡沫材料作 为载体形成的由上述陶瓷经烧结后构成的泡沫结构，所述的陶瓷固体中含有至少 60%的碳化硅、至少3%的超细氧化铝和至少3%的超细氧化硅作为结合剂。

上述配方中固体含量具体可为碳化硅粉的含量为60-卯％，超细氧化铝粉的含 量为3-10%，超细氧化硅粉的含量为3-10%，其余为煅烧氧化铝粉、水和有机粘结剂。

本发明中陶瓷浆料使用的主要原料是碳化硅粉，粒度为-600目，平均粒径为8-14um，也可以使用320目的碳化硅粉，其平均粒径为28-44um，碳化硅含量不 低于98%，超细氧化铝粉，平均粒径为1 3um，氧化铝含量不低于99.5%，超 细氧化硅粉，平均粒径0 1um，氧化硅的含量不低于97%。

煅烧氧化铝粉，平 均粒径5-8um，氧化铝含量不低于99%。

使用该方法制造的泡沫陶瓷过滤器具有孔隙率高、耐热冲击性能好和强度高等 特点，由于采用独特的二次浸浆辊压成型工艺，减少人工操作，产品质量的一致性 得到极大的提高。

具体实施例方式 实施例1按照以下的配方，配制一种具有触变性能的陶瓷浆料(我们成为二次浆料)：

70kg碳化硅粉，30kg煅烧氧化铝粉，5kg的超细氧化铝粉和3kg超细氧化硅粉，37kg的 自来水和0.25kg的PVA粘结剂，将上述陶瓷粉和水以及粘结剂放入球磨机中球迷4 小时，制成二次浆料。

将前述的二次浆料用水稀释1倍，球磨l小时制得一次浆料。

网状泡沫海绵的预处理，将切削好形状和大小的网状泡沫海绵浸入一次浆料中，将 吸满浆料的海绵通过预先设定好一定间距的辊压机，挤出多余的浆料，得到表面包 裹很薄一层陶瓷浆料的网状泡沫海绵坯体。

将此坯体在室温下自然干燥24小时。

将预处理过并干燥的海绵浸入二次浆料中，将吸满二次浆料的海绵通过预先调整好 间距的辊压机，挤出多余的浆料，得到均匀涂覆陶瓷浆料的泡沫海绵坯体，此坯体 在室温下干燥48小时后，即得到泡沫陶瓷过滤器坯体，经过1380。

C烧结22小时， 获得碳化硅泡沫陶瓷过滤器。

经过测试，此碳化硅泡沫过滤器器的性能如下体积 密度0.46g/cm3，通孔率85.72%，抗压强度1.67MPa，耐火度1720°C，抗热 震性1300。

C 室温，2次不裂。

实施例2按照实施例1的方法，采用不同的配比配制一种同样具有触变性能的陶瓷浆料 (我们成为二次浆料)65kg碳化硅粉，30kg煅烧氧化铝粉，5kg的超细氧化铝粉 和5kg超细氧化硅粉，33kg的自来水和0.2kg的聚乙烯醇(PVA)粘结剂，'将上述 陶瓷粉和水以及粘结剂放入球磨机中球迷4小时，制成二次浆料。

将前述的二次浆料用水稀释1.5倍，球磨1小时制得一次浆料。

采用与实施例l相同的海绵预处理和浸浆工艺以及干燥方法，得到泡沫陶瓷过滤器 坯体，此坯体在1380。

C烧结22小时，获得碳化硅泡沫陶瓷过滤器。

经过测试，此 碳化硅泡沫过滤器的性能如下体积密度0.45g/cm3，通孔率86.34%，抗压强度 1.58MPa，耐火度1710°C，抗热震性1300。

C 室温，2次不裂。

工业实用性本发明中的制造方法是适合工业幵发利用的，它不仅简单易行便于工业化，还与现 有的技术截然不同。

权利要求 1、一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于包括如下步骤选取不同孔径的有机网状泡沫海绵加工成所需要的尺寸；以碳化硅为主要成份、煅烧氧化铝、超细氧化硅和超细氧化铝为无机结合剂、加上聚乙烯醇等有机粘结剂制成不同浓度的含水陶瓷触变浆料，对网状泡沫海绵进行一次浸浆预处理，干燥后再二次浸浆，再次干燥后制得过滤器坯体，成型好的坯体经干燥、高温烧成、除去有机成分，制得所述的碳化硅泡沫陶瓷过滤器。

2、 根据权利要求1所述的一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于是采 用相同的陶瓷材料配方，但不同浓度的陶瓷触变浆料进行二次上浆处理， 一次上浆 的目的是在网状泡沫海绵的网筋上包裹一层薄薄的陶瓷浆， 一次上浆坯体干燥后， 将上述预处理过的海绵二次浸入前述制备的陶瓷浆料中，吸满浆料后通过辊压机去 除多余的陶瓷浆料，制成网孔均匀一致的泡沫陶瓷坯体。

3、 根据权利要求1所述的一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于是采 用相同陶瓷材料配方，但有机粘结剂如聚乙烯醇和水的加入量不同，来调节陶瓷浆 料的浓度，以适应本方法所提出的二次浸浆工艺。

4、 根据权利要求1所述的一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于 一次 浆料的制造将触变浆料稀释到水分含量为40-50%时，得到一次浆料。

5、 根据权利要求1所述的一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于网状 泡沫海绵的预处理将预先切好形状和大小的网状泡沫海绵浸入一次浆料中，将吸 满一次浆料的网状泡沫海绵通过预先己经调整好间距的辊压机，挤压出多余的浆 料，使网状泡沫海绵的网筋上包裹一层很薄的陶瓷浆料，将通过辊压后的网状泡沫 海绵在室温干燥24小时或者40-60°C干燥8-10小时后，得到预处理完毕的海绵坯 体进行二次浸浆。

6、根据权利要求1所述的一种制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于二 次浸浆工艺将经过预处理并干燥后的网状泡沫海绵坯体浸入二次浆料中，待其吸 满浆后，将海绵通过预先调整好间距的辊压机，挤出多余的浆料，保证陶瓷桨料均 匀涂覆在网状泡沫海绵的表面，制得泡沫陶瓷过滤器坯体。

泡沫陶瓷过滤器专利，具有多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法

具有多重孔结构的多孔氧化镁基陶瓷过滤器及其制备方法 CN201911398532.4 2019-12-30 CN111099881B 2022-02-11 武汉科技大学； 鄢文； 彭望定； 陈哲； 李光强； 王强； 郑万； 本 发明 及一种具有多重孔结构的多孔 氧 化镁基陶瓷 过滤器 及其制备方法。

其技术方案是：

将改性多孔氧化镁细粉Ⅰ、改性多孔氧化镁细粉Ⅱ、ρ？Al2O3微粉和羧甲基 纤维 素钠混合均匀，外加 铝 溶胶、去离子 水 、消泡剂和 减水剂 ，混匀，得到具有 触变性 的多孔氧化镁浆体。

将预处理聚 氨 酯 泡沫 浸入具有触变性的多孔氧化镁浆体中，取出后去除多余的具有触变性的多孔氧化镁浆体，养护，干燥，在1300～1600℃保温2～5h，制得具有多重孔结构的多孔氧化镁基 陶瓷过滤器 。

本发明所制制品具有过滤效果优异、强度高和热震 稳定性 好的特点；既适用于 钢 液 净化 领域，又适用于镁和镁 合金 熔体的净化领域。

泡沫陶瓷过滤器专利，泡沫陶瓷过滤器的研究现状和发展趋势。PDF

NAIHUO CAILIAO / 耐火材料 2002 ， 36 ( 4 ) 235～239 综 　　述 泡沫陶瓷过滤器的研究现状和发展趋势 □　冯胜山　陈巨乔 湖北省机电研究设计院铸造材料厂 　武汉 430070 摘 　要 　本文阐述了国内外铸造用泡沫陶瓷过滤 此 ，泡沫陶瓷过滤器在国内外得到迅速发展 。

器的材料成分 、生产工艺和结构特点 ，着重介绍了 它们的技术性能及其在液态铸造合金过滤净化中 1 　国外泡沫陶瓷过滤器的发展状况 的应用效果 ， 同时探讨了铸造用泡沫陶瓷过滤器在 最早的泡沫陶瓷过滤器是 1978 年美国 Consol 新世纪的市场前景和发展趋势 。

idated Aluminum 公司的 R 。 R 。 Mollard 和 N 。 Davison 关键词 　过滤器 ，泡沫陶瓷 ，铸造 研制成功的铝合金用泡沫陶瓷过滤器 ，其商品名为 Selee/ Al 。

1984 年又研制出了用于过滤黑色金属的 在铸造生产中 ， 由于非金属夹杂物等铸造缺陷 泡沫陶瓷过滤器 Selee/ Fe[2 ，3 ] 。

Selee/ Al 是以磷酸 导致的铸件废品一般 占废品总数的 50 %～60 % 。

( ) 铝 AlPO4 为粘结剂的粘结型刚玉质过滤器 ，其最 采用金属液过滤技术可以有效地减少或消除其中 高使用温度为 1400 ℃， 也可用于其他有色合金 。



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