一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法与流程

本发明属于铸造用过滤网制备方法技术领域，尤其涉及一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法。

背景技术：

铝合金的铸造方式主要有低压铸造、重力铸造、差压铸造、液态模锻等。熔炼的铝液中难免的存在一定的夹杂，为了有效的去除铸造铝溶液中的杂质，增加充型过程中铝溶液紊流状态，会在浇注系统的浇口和冒口部位放置过滤网。常用的过滤网有铁丝网、直孔陶瓷过滤器、碳化硅陶瓷过滤器、氧化铝陶瓷过滤器、普通纤维过滤网等。铁丝网在浇注过程中会产生铸件增铁的问题，并且冒口处的铝不能进行二次利用，生产成本高；直孔陶瓷过滤网的强度高，但是过滤能力差；碳化硅陶瓷过滤器、氧化铝陶瓷过滤器具有较好的耐高温性能，但是其容易破裂，导致铝溶液中产生新的杂质，并且因其硬度较高，过滤网的移除比较困难；普通纤维过滤网工艺简便、价格低，但是其韧性差，表层的涂层在浇注过程中受热会释放大量的气体，导致铸造模具和铸件发黑，气体混入溶液中凝固后会在铸件内产生气孔等缺陷。为了改善普通纤维过滤网高温产气的问题，常将普通过滤网放置在铸造机台上进行高温预热，预热后发气量虽然得到一定的改善，但是整包过滤网放在机台预热导致加热不均匀，产气量问题的改善效果不明显，还会增加工人的工作量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法,解决现有技术中铝合金铸造用过滤网发气量高、综合力学性能差的问题。

本发明技术方案的设计原理为：

酚醛树脂具有耐高温性能，在温度为1000℃的惰性气体条件下会产生很高的残炭，有利于维持其结构的稳定性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。酚醛树脂与多种有机和无机填料都能相容，润湿速度快，交联后可以为磨具、耐火材料、摩擦材料等提供所需的机械强度，常被用作粘结剂。但是在氧气气氛条件下，氧气会促进酚醛树脂发生氧化裂解，导致残炭率降低，力学性能下降。本发明选用酚醛树脂作为粘结剂使用。

锆英粉是一种工业材料，其耐火度为2430℃，莫氏硬度为7-8，并且化学稳定性好，受烧成气氛的影响较小，在涂料中加入锆英粉可以提高无碱玻璃纤维网布的耐火度，延长耐冲刷时间，提高其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备浆料，浆料成分包括重量百分比为65-73％的酚醛树脂、20-25％的甲醇、1-3％的锆英粉、3-5％的碳化催化剂，根据所需成分的重量百分比称量相应的原材料，混合均匀，制成浆料；

(2)浸胶涂布，将无碱玻璃纤维网布放置在布架上，布头引至挂涂设备，在无碱玻璃纤维网布上均匀的挂涂上步骤(1)中配置好的浆料，挂涂后的网布经过挤压设备在0.1mpa-0.6mpa的压力下挤压出多余的浆料；

(3)初步烘烤定型，将经过步骤(2)处理过的无碱玻璃纤维网布放入烘烤设备中进行初步定型，烘烤设备温度区间设为70-350℃，烘烤时间为4-15分钟；

(4)半成品裁剪，经步骤(3)烘烤定型后的产品根据所需尺寸进行初步裁剪，以便于成品裁剪或成型时使用；

(5)裁剪成型，将经过步骤(4)半成品裁剪处理后的产品进一步进行裁剪得到最终尺寸，并进行成型加工得到最终所需的形状、结构；

(6)碳化处理，将经过步骤(5)处理过的产品放入碳化设备中进行碳化处理，向碳化设备内通入惰性气体，碳化处理的温度为160-850℃，将处理后的产品快速降温至50℃，然后自然冷却至室温，得到最终产品。

优选的，所述步骤(1)中，浆料成分的重量百分比优选为：酚醛树脂：69％、甲醇：24％、锆英粉：2％、碳化催化剂：5％。

优选的，所述步骤(2)中，无碱玻璃纤维网布挂涂浆料的时间为20-28秒，挤压设备压辊的压力为0.2mpa。

优选的，所述步骤(3)中无碱玻璃纤维网布首先经过温度为200℃的一区烘烤，时间为2-3分钟；然后经过二区烘烤，二区温度为300℃，时间为2-3分钟。

优选的，所述步骤(6)中，所述惰性气体为氮气，氮气的总流量为0.5-3.0m³/h。

优选的，碳化处理处理过程中设置有三个温度区间，氮气的总流量为1.0m³/h；一区温度为340℃，停留时间为6.4分钟，氮气流量为0.25m³/h；二区温度为360℃，停留时间为8分钟，氮气流量为0.25m³/h；三区温度为385℃，停留时间为4.8分钟，氮气流量为0.25m³/h。

本发明所述的一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法的优点和积极效果是：

(1)对涂覆有涂层的铝合金用过滤网布进行碳化处理，碳化处理过程在惰性气体条件下进行，能够有效的缓解酚醛树脂与氧气结合产生的氧化裂解，从而保证碳化处理后过滤网的力学性能不受影响。

(2)通多对过滤网烘烤工艺和碳化工艺参数的优化，能够在保证过滤网强度的同时，最大限度的降低过滤网在浇注过程中的发气量，减少有害成分的释放和铸件中的气孔缺陷，提高铸件的产品质量。

(3)经游离有害成分降解和碳化处理后的无碱玻璃纤维过滤网的强度与未经过处理的原始过滤网的强度基本保持一致，经碳化处理后过滤网的发气量是未经碳化处理产品发气量的50％-60％，发气量减少了一半。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法实施例的流程图；

图2为本发明一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法实施例的网布结构示意图；

附图标记

1、纬线；2、经线。

具体实施方式

实施例

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

图2为本发明一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法实施例的网布结构示意图。如图2所示，本发明所述的过滤网是由经线和纬线采用绞织的方式编织成的无碱玻璃纤维网布制成的。

一种铝合金铸造用低发气量过滤网的制备方法，包括以下步骤：

步骤101制备浆料，浆料成分包括重量百分比为65-73％的酚醛树脂、20-25％的甲醇、1-3％的锆英粉、3-5％的碳化催化剂，根据所需成分的重量百分比称量相应的原材料，混合均匀，制成浆料。优选的，浆料中酚醛树脂的重量百分比为69％、甲醇重量百分比为24％、锆英粉重量百分比为2％、碳化催化剂的重量百分比为5％。

步骤103浸胶涂布，将无碱玻璃纤维网布放置在布架上，布头引至挂涂设备，在无碱玻璃纤维网布上均匀的挂涂上步骤101中配置好的浆料，挂涂后的网布经过挤压设备在0.1mpa-0.6mpa的压力下挤压出多余的浆料。优选的无碱玻璃纤维网布挂涂浆料的时间为20-28秒，挤压设备压辊的压力为0.2mpa。

步骤105初步烘烤定型，将经过步骤103处理过的无碱玻璃纤维网布放入烘烤设备中进行初步定型，烘烤设备温度区间设为70-350℃，烘烤时间为4-15分钟。优选的，无碱玻璃纤维网布首先经过温度为200℃的一区烘烤，时间为2-3分钟；然后经过二区烘烤，二区温度为300℃，时间为2-3分钟。

步骤107半成品裁剪，经步骤105烘烤定型后的产品根据所需尺寸进行初步裁剪，以便于成品裁剪或成型时使用。半成品裁剪是从整张的无碱玻璃纤维网布上裁剪出所需形状和尺寸的小块。

步骤109裁剪成型，将将经过步骤107半成品裁剪处理后的产品进一步进行裁剪得到最终尺寸，并进行成型加工得到最终所需的形状、结构。将经过半成品裁剪后得到的无碱玻璃纤维网布小块根据过滤网所需要的形状进一步的进行裁剪，将符合尺寸要求的无碱玻璃纤维网布小块放在成型机上，在模具中成型，得到最终所需的形状和结构。

步骤1011碳化处理，将经过步骤109处理过的产品放入碳化设备中进行碳化处理，向碳化设备内通入惰性气体，碳化处理的温度为160-850℃，将处理后的产品快速降温至50℃，然后自然冷却至室温，得到最终产品。优选的，惰性气体选用氮气，碳化处理处理过程中设置有三个温度区间，氮气的总流量为1.0m³/h；一区温度为340℃，停留时间为6.4分钟，氮气流量为0.25m³/h；二区温度为360℃，停留时间为8分钟，氮气流量为0.25m³/h；三区温度为385℃，停留时间为4.8分钟，氮气流量为0.25m³/h。

对涂覆有涂层的无碱玻璃纤维网布经碳化处理后的产品和没有经过碳化处理的产品在730℃的发气量进行检测，并对其室温下产品强度进行检测，

检测结果如下表所示。

表1实施例1-8中产品的发气量和强度测试结果

因此，从表1中数据可以看出，无碱玻璃纤维过滤网经本发明所述的碳化工艺处理后，普通产品的强度稍有降低，帽式产品的强度保持不变或稍有增加；碳化后产品的发气量明显的得到降低，碳化后产品发气量仅为原产品发气量的50％-60％。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。