一種蜂窩陶瓷過濾器及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種蜂窩陶瓷過濾器及其制備方法，屬于無機非金屬領域。所述蜂窩陶瓷過濾器，是將由莫來石、高嶺土、超細二氧化硅、氧化鋁、硅酸鋯根據比例混合制成的陶瓷粉末和由膠水、甘油、水合纖維素組成的輔料混合而成的塑性泥料經過球磨、混料、粗練、陳腐、真空練泥、擠壓成型，干燥切割后經燒結后獲得的。本發明專利技術的蜂窩陶瓷過濾器高溫強度好、熱震穩定性好。具有成本低、操作簡單，適應于工業化生產的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于無機非金屬
，尤其涉及一種含有莫來石、高嶺土、超細二氧化硅、氧化鋁、硅酸鋯作為陶瓷組分的蜂窩陶瓷過濾器及其制備方法。
技術介紹
在各種金屬液態合金的熔煉和澆注過程中，由于非金屬夾雜物和縮氣孔等鑄造缺陷導致的鑄件廢品率一般高達廢品總數的50-60%。夾雜缺陷不僅嚴重降低鑄件的機械性能和鑄造性能，也對鑄件的切削加工及外觀產生有害影響。凈化液態鑄造合金，減少或消除其中的各種非金屬夾雜物的排氣，無疑是獲得高質量鑄件的重要技術措施。過濾技術應用于鑄造生產已有幾十年的歷史，但最初僅僅是用鐵絲網、帶孔的鋼板、多孔泥芯等簡單的過濾器插入澆注系統中來濾除大塊夾雜物。從二十世紀六十年代起，·在俄、美、英、中等國家陸續出現了硅酸鋁纖維質、鑰絲質、氮化硼纖維質等兩維結構型過濾網，并在生產中得到應用，取得了一定效果。但是，所有這些過濾網只能通過機械篩分作用濾除金屬液中的大塊夾雜物和極少數小夾雜物。由于硅酸鋁纖維過濾網的耐火度和強度均較低，只能用于有色合金、鑄鐵和小型鑄鋼件的過濾，難以長時間地承受高溫金屬流體的沖擊；英國研制的鑰絲質和美國研制的氮化硼纖維過濾網雖能用于過濾鑄鋼等高溫合金，但因其價格昂貴，使其應用受到限制。八十年代初美國最先研制成功的蜂窩陶瓷過濾器解決了耐火顆粒過濾器易漏粒和使用不方便的問題。蜂窩陶瓷直孔過濾器用于改善和提高鑄件的質量，高質高密度直孔網眼，使產品具有很高的耐熱沖擊和耐高燒鑄溫度的特性，直孔式設計保證了流量和強度間的平衡，有效地去除雜質和渣粒等，使鑄件機械性能、表面質量及產品合格率大大提高。蜂窩陶瓷直孔過濾器，對氧化物具有自然的化學吸附(親和)能力，在孔的內壁上吸附金屬液中的雜質(包括小于孔尺寸的微粒)，提高了過濾效果。先進的擠壓式生產工藝，使陶瓷過濾片具有獨特的正方形和三角形設計，它增加與陶瓷的接觸面積，提高了過濾片吸附和捕捉細小雜質的能力，比非擠壓式過濾片過濾效果佳，金屬液流動平穩。提高了澆注速度和連續性；減少鑄件廢品率；改善鑄件機械性能，延長使用壽命。蜂窩陶瓷直孔過濾器通過型內過濾可取得以下效果I.凈化金屬液,去除非金屬雜質和氣體；2.使金屬液充型平穩，減少旋渦；3.簡化澆注系統，提高工藝出品率；4.減少鑄件氣孔，優化細化金屬組織；5.提高鑄件表面質量和力學性能；6.降低鑄件廢品率；減少加工余量和提高刀具壽命，降低鑄造成本。蜂窩陶瓷過濾器采用嚴格的配料配方，對粉體進行球磨，添加粘結劑，助燒結劑等進行攪拌捏合，經過時效處理、練泥處理、擠壓成型、定型、切坯高溫焙燒而成。目前，現有的蜂窩陶瓷過濾器有的是使用溫度達不到預期要求的溫度，有的是達不到預期的效果，有的是高溫強度低，性能不穩定。
技術實現思路
針對上述現有蜂窩陶瓷蓄熱體所存在的問題，本專利技術的目的是提供一種具有很高的耐熱沖擊和耐高澆鑄溫度的特性，以適于冶金、鑄造行業金屬熔融物過濾的蜂窩陶瓷過濾器。提供一種上述蜂窩陶瓷過濾器的制備方法，使制得的過濾器具有良好的燒結和綜合物理性能，是本專利技術的另一專利技術目的。為達到上述目的，本專利技術采用了如下技術方案。 一種蜂窩陶瓷過濾器，是由陶瓷粉末和由膠水、甘油、水合纖維素組成的輔料混合而成的塑性泥料經過球磨、混料、粗練、陳腐、真空練泥、擠壓成型，干燥切割后經燒結后獲得；其特征在于所述陶瓷粉末是由以下重量百分數的原料組成莫來石50-70%高嶺土5-10%超細二氧化硅3-10%氧化鋁5-10°/。硅酸鋯10-15°/。；所述塑性泥料由所述輔料與所述陶瓷粉末按照以下重量百分數混合膠水5-10%甘油3 -7%水5-10%纖維素3 -5%陶瓷粉末佘量。更進一步地，所述蜂窩陶瓷過濾器呈直孔中通結構。一種用于制備上述蜂窩陶瓷過濾器的方法，其特征在于，包括如下步驟a)陶瓷粉末制備步驟按照以下重量百分數混合各種原料得到陶瓷粉末莫來石50-70%高嶺土5-10%超細二氧化硅3-10%氧化鋁5-10%硅酸鋯10-15%;b)塑性泥料制備步驟將所述陶瓷粉末和包括膠水、甘油、水、纖維素的輔料按照以下重量百分數混合得到塑性泥料 膠水5-10%甘油3 -7% 水5-10%纖維素3 -5% 陶瓷粉末佘量；c)擠壓成型步驟將所述塑性泥料經過真空練泥后經成型機真空擠壓成坯體；d)干燥定型步驟將所述坯體放入微波爐中干燥定型；并將定型后的坯體放入烘房，在100-110°C的溫度下進行干燥硬化；e)端面加工步驟將干燥后的所述坯體進行端面加工，獲得整齊的蜂窩端面；f)高溫燒結步驟將加工好的完整蜂窩陶瓷坯體裝入燒結爐，升溫至1350_1450°C進行高溫燒結，得到所述蜂窩陶瓷過濾器。更進一步地，在所述高溫燒結步驟中，將所述完整蜂窩陶瓷坯體裝入燒結爐后，先以60°C /h的升溫速度升溫至550°C進行低溫排膠，待粘結劑揮發后，再以200°C /h的升溫速度升溫至1200°C，再以40°C /h的升溫速度升溫至1350-1450°C的燒結溫度，并在該燒結溫度下保溫2-4小時。本專利技術的有益效果為由于莫來石屬于耐火度很高的耐火材料，具有良好的高溫力學、高溫熱學性能，因此，合成莫來石及其制品具有密度和純度較高，高溫結構強度高，高溫蠕變率低，熱膨脹率小，抗化學侵蝕性強，抗熱震等優點。采用常規方法將其致密化需要很高的燒結溫度，為了降低燒結溫度和生產成本，在不影響使用的條件下，本專利技術采用一些較低熔點的材料將莫來石包覆起來，作為它們的基質部分，通過合理選擇低熔點材料，使基質部分完全成了莫來石相，從而提高了產品的抗熱震性。同時本專利技術加入硅酸鋯利用其相變增韌提高產品的熱穩定性。本專利技術還采用了水性粘結劑作為蜂窩陶瓷蓄熱體的粘結劑，避免了采用傳統的油脂等高分子作為粘結劑在燒結過程中排出有害氣體對環境造成的污染。采用水性粘結劑的優勢還表現在第一、燒結過程中水性粘結劑全部氧化，無有害氣體排出，有利于環境保護；蓄熱體中無殘留有機水性粘結劑原料，有利于保證產品質量；第二、粘結劑制備以及產品成型、干燥過程中無有害氣體揮發，有利于員工操作；第三、蜂窩陶瓷蓄熱體坯體干燥速度快，有利于工業規模化生產和防止原料的浪費。本專利技術的蜂窩陶瓷過濾器有較大的比表面積，耐高溫、熱震穩定性好、強度高等優點。對金屬熔融物有良好的過濾凈化能力。本專利技術蜂窩陶瓷過濾器具有以下特點 I、具有非常高的高溫工作強度，抗熱震性能和抗金屬液流沖擊的能力。在工作中無任何掉渣或破裂現象，確保了熔融金屬的過濾質量。2、具有極高的常溫強度和抗機械沖擊能力。在使用和運輸中無任何破裂或損壞，大大地方便了過濾器的使用操作。3、具有非常顯著的過濾效果。遠遠高于纖維過濾網的過濾效果。4、能夠有效地減小澆注帶來的金屬液的紊流，使充型平緩，避免產生鑄件表面缺陷。5、具有較大的金屬流率，且流率穩定(不同于泡沫陶瓷過濾片其流率隨被捕捉的夾雜物數量的增加而逐漸降低)。即使在熔融金屬中夾雜物含量多的情況下，正常使用不會造成過濾片的堵塞。6、具有很高的化學穩定性，不受金屬液酸堿性的影響，不改變金屬液的化學成分。7、具有非常高的尺寸精度，可用于自動安放過濾片的生產線上。陶瓷過濾片的使用性能非常明顯地優于纖維過濾網，纖維過濾網在過濾效果，減小金屬液紊流的作用，高溫強度等性能上都不如陶瓷過濾片。具體實施例方式實施例I首先，按照6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蜂窩陶瓷過濾器，是由陶瓷粉末和由膠水、甘油、水合纖維素組成的輔料混合而成的塑性泥料經過球磨、混料、粗練、陳腐、真空練泥、擠壓成型，干燥切割后經燒結后獲得；其特征在于：所述陶瓷粉末是由以下重量百分數的原料組成：所述塑性泥料由所述輔料與所述陶瓷粉末按照以下重量百分數混合：FSA00000566209100011.tif,FSA00000566209100012.tif

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李軍虎，田建剛，王衛國，
申請(專利權)人：晉城市富基新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：