过滤器的制作方法及过滤装置与流程

文档序号:12250651阅读:335来源:国知局
本发明涉及冶金工艺,尤其涉及过滤器的制作方法及过滤装置。
背景技术
:高纯度的铝合金是广泛的应用在电子产业中,例如铝-铬和铝-钛合金,是作为磁光媒体介质中的反射层;铝-铜合金是作为电路中的导线材料,与铝-硅、铝-硅-铜合金也可以作为溅射靶材材料,而铝-铷合金与铝-钽合金则是作为平面显示器中的金属反射层。上述铝合金对纯度、致密度均有很高的要求。因此,对铝合金需要熔炼过滤已成为现代高性能铝合金的必要条件。而现有技术中的铝合金熔炼过滤装置的性能不佳。技术实现要素:本发明解决的问题是采用现有技术中的铝合金熔炼过滤装置的性能不佳。为解决上述问题,本发明提供一种过滤器的制作方法,包括:可选的,提供致孔浆料和模具,所述模具为微孔结构;可选的,将所述致孔浆料挤压至所述模具内部;可选的,对包含有所述致孔浆料的模具进行烧结;可选的,所述烧结后,拆卸所述模具,烧结后的所述致孔浆料成为所述过滤器。可选的,所述烧结之前还包括对包含有所述致孔浆料的模具进行烘烤的步骤。可选的,所述致孔浆料的成分包括:氧化铝、氧化硅、碳酸钙、1号苏州土、磷酸二氢铝、消泡剂、分散剂、水。可选的,所述致孔浆料的成分包括:80~103.5kg氧化铝、0.5~3.28kg氧化硅粉、2.13~5.45kg碳酸钙、3~4kg1号苏州土、2~4.5kg磷酸二氢铝、1.0~1.5kg消泡剂和0.6~1kg分散剂。可选的,所述致孔浆料的成分还包括:质量百分含量为3~4%的铁,钴, 镍,铬,锰、钛、钒。可选的,所述烧结包括第一烧结和第二烧结,所述第一烧结的第一烧结温度为400~550℃,所述第一烧结的第一烧结保温时间为2~3h,所述第二烧结的第二烧结温度为920~1050℃,所述第二烧结的第二烧结保温时间为2~3h。可选的,所述过滤板的尺寸为(150~200mm)×(150~200mm)×(30~50mm),所述过滤板的孔径为0.5~0.64mm2。可选的,所述模具由聚氨酯泡沫塑料制成。本发明还提供一种过滤装置,包括:支撑座;位于支撑座上的第一腔室,所述第一腔室具有进料口和第一出料口;位于第一出料口的如上所述的过滤器。可选的,所述进料口的位置高于所述第一出料口。可选的,所述过滤装置还具有第二腔室,所述第一腔室与所述第二腔室一体成型或连接,所述第一出料口设置有导流槽,导流槽的一端与所述过滤器连接,导流槽的另一端连接所述第二腔室。可选的,所述第二腔室的底部设有泄流口。可选的,所述第二腔室具有第二出料口,所述第二出料口与所述进料口位置相对,且低于所述进料口。可选的,所述第一出料口或所述第二出料口的位置低于所述进料口10~30mm。可选的,所述第一腔室的顶部和/或所述第二腔室的顶部具有顶盖。可选的,所述顶盖的顶部设有加热元件、和在所述加热元件周围的充气口,所述顶盖的底部设有拦截网。与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:采用本发明的方法生产的过滤器,孔径减小很多,能够将10微米的夹杂物滤掉74%以上,6微米的夹杂物滤掉68%以上,2微米的夹杂物滤掉40%以上。因此,可以大大减少铝合金熔液中的夹杂。从而可以提高铝合金熔液的纯度。采用本发明的过滤装置,结构简单,体积小,且过滤效率高,提高铝合金熔液的纯度。附图说明图1是本发明的第二实施例中的过滤装置的结构示意图。具体实施方式发明人发现,现有技术的铝合金熔炼过滤装置的性能不佳的原因为:由该装置熔炼得到的铝合金的纯度并不高,原因如下:(1)铝极易氧化,在熔体表面可以形成致密的氧化膜,可以保护熔体。但是使用现有的铝合金熔炼过滤装置采用的过滤器,会将氧化物混入熔体中乃至铸到铸锭中,形成夹杂。夹杂是裂纹源,也是易腐蚀的区域,所以夹杂对铝合金的加工和使用性能影响极大。采用现有技术的铝合金熔炼过滤装置得到的铝合金,其内部的夹杂物含量在0.1%以上,属于具有非常高的夹杂物含量。夹杂物的尺寸大于10微米,属于具有非常大的夹杂物尺寸。而非常高的夹杂物含量和非常大的夹杂物尺寸会严重影响铝合金的纯度。(2)采用现有技术的铝合金熔炼过滤装置熔炼铝合金的过程中也容易引入新的杂志污染物。例如,极易吸进气体,尤其是氢气。同样会影响铝合金的纯度,而且会在铝合金铸件内产生气孔、夹渣等缺陷。另外,现有技术中的铝合金熔炼过滤装置由多个净化炉体构成,导致现有的铝合金熔炼净化装置结构复杂、体积大。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。实施例一本实施例提供一种过滤器的制作方法,包括下列五个步骤:步骤S1:提供致孔浆料和模具,所述模具为微孔结构;步骤S2:将所述致孔浆料挤压至所述模具内部;步骤S3:对包含有所述致孔浆料的模具进行烘烤;步骤S4:对烘烤后的含有致孔浆料的模具进行烧结;步骤S5:所述烧结后,拆卸所述模具,烧结后的所述致孔浆料成为所述过滤器。首先,执行步骤S1,提供致孔浆料和模具,所述模具为微孔结构。本实施例中,致孔浆料包括:氧化铝、氧化硅、碳酸钙、1号苏州土、粘合剂、消泡剂、分散剂和水。其中,1号苏州土的成分为:SiO2:44.96%~56.00%;Fe2O3:0.1%~0.3%;Al2O3:34.26%~38.06%;SO3:0.66%~0.85%;K2O:0.21%~0.34%;Na2O:0.04%~0.06%;CaO:0.04%~0.05%;MgO:0.08%~0.11%;TiO2:0.10%~1.00%。消泡剂的成分为磷酸三丁酯。其他实施例中,也可以为其他销泡剂。分散剂的成分为硅酸盐类(水玻璃)。其他实施例中,也可以为其他分散剂。粘合剂的成分为磷酸二氢铝。其他实施例中,也可以为其他粘合剂。本实施例中的水为蒸馏水,其他实施例中,也可以为其他类型的水。本实施例中,致孔浆料中各成分的比例如下:80~103.5kg氧化铝、0.5~3.28kg氧化硅粉、2.13~5.45kg碳酸钙、3~4kg1号苏州土、2~4.5kg磷酸二氢铝、1.0~1.5kg消泡剂和0.6~1kg分散剂。所述致孔浆料的成分还包括:质量百分含量为3~4%的铁、钴、镍、铬、锰、钛、钒等过渡元素。其他实施例中,所述致孔浆料也可以不包括上述过渡元素。本实施例中,采用聚氨脂泡沫塑料作为成型载体,也就是模具。该模具网眼均匀、弹性较好。在涂挂料浆之后,仍能恢复原状。本实施例中的聚氨脂泡沫塑料的网眼大小为(150~200mm)×(150~200mm)×(30~50mm),孔径0.5~0.64mm2。网眼和孔径太大,后续形成的过滤器的过滤效果会差,网眼和孔径太小,后续形成的过滤器容易被堵塞,无法形成铝液流通,影响铸造。需要说明的是,本实施例中,致孔浆料之所以为上述成分,原因如下:后续形成的过滤器是以Al2O3为主的多种成分的水状悬胶。该料浆能牢固地粘结在泡沫塑料丝网上。灌浆时,料浆既不能太稠也不能太稀。太稠,料浆不易灌到泡沫塑料丝网上;太稀则在塑料丝网上易发生沉降形成不均匀挂浆。所以,控制适当的水分是制备料浆的关键所在。另外,料浆具有的粘结性也要适中,试验中发现加入粘结剂过多、料浆粘结性过大时,在挤出多余的料浆(目的是防止胚料产生盲孔)之后,泡沫塑料丝网较难恢复原状;加入粘结剂太少、料浆粘结性太小时,料浆就不能更多地、更牢固地粘结在泡沫塑料丝网上,在脱塑之后,试块就没有强度,甚至散架。即使有一定强度,由于胚体挂 上的料浆太稀薄,此时网结构很细脆,整体强度就较差。接着,执行步骤S12,将所述致孔浆料挤压至所述模具内部,并填充所述模具。填充所述模具成型后,先室温自然干燥。接着,执行步骤S13对包含有所述致孔浆料的模具进行烘烤。本实施例中,室温自然干燥后,再采用低温加热的鼓风炉进行烘烤。烘烤温度为小于等于100℃。其他实施例中,不进行烘烤也属于本发明的保护范围。接着,执行步骤S14,对烘烤后的含有致孔浆料的模具进行烧结。本实施例中,所述烧结的条件如下:首先在400~550℃保温2h,之后在920~1050℃保温2h。致孔原料在400~450℃时晶格水开始缓慢排出,450~550℃时晶格水快速排出。在925~1050℃会发生晶型转化和相应的剧烈的体积收缩。最后,执行步骤S15:所述烧结后,拆卸所述模具,烧结后的所述致孔浆料成为所述过滤器。所述过滤器的尺寸(150~200mm)×(150~200mm)×(30~50mm),孔径0.5~0.64mm2,可用过滤面积:22500~40000mm2,有效过滤体积为675000~2000000mm3。杂质粒子大小-μm过滤效率-%2406681074参考图1和上表,采用本发明的方法生产的过滤器,能够将10微米的夹杂物滤掉74%以上,6微米的夹杂物滤掉68%以上,2微米的夹杂物滤掉40%以上。因此,可以大大减少铝合金熔液中的夹杂。从而可以提高铝合金熔液的纯度。实施例二参考图1本发明还提供一种过滤装置,包括:支撑座1;位于支撑座1上的第一腔室2和与第一腔室2连接的第二腔室3。第一腔室2包括进料口21和位于进料口21下方的第一出料口,在第一出料口设置有用实施例一的方法生产的过滤件22。本实施例中,在第一出料口与进料口21之间设置有过滤箱23。第一出料口还连接有导流槽24,导流槽24的另一端连接在第二腔室3上。第二腔室3的底部还具有一个泄流口31。第二腔室中还设有第二出料口32,第二出料口32与第一出料口31相对。本实施例中,高纯铝合金熔液从进料口21流入过滤件22,之后,通过采用实施例一的方法所述的过滤器,从过滤器流出的高纯铝合金熔液从第一出料口流出至导流槽24,之后经由导流槽24流经第二腔室3,然后从第二腔室的第二出料口32溢出。本实施例中,第一出料口与进料口21之间的高度差为大于等于500mm,可以增加铝合金熔体的高度,缓解由于铝合金熔体与过滤器的不润湿而造成过滤板空隙小时阻碍铝合金熔体通过过滤器的阻力。本实施例中,导流槽与第一腔室2的底边相比,具有10度~15度的倾斜。如果倾斜角度太大,会冲击第二腔室的铝合金熔体,第二腔室内的铝合金熔体就会翻滚沸腾,从而会带入更多的氧化杂质,进而在后续的铝合金铸体内掺入更多的夹杂。导流槽的倾斜角度如果太小,过滤效率太低。本实施例中,为了增加铝合金熔液的供给速度,需要第二出料口32与进料口21之间的高度差为10~30mm。第二出料口32低于进料口21。本实施例中,铝合金熔液是从导流槽流入第二腔室后,直接从第二出料口32溢出。因此,第二腔室起到了静置稳流的作用。另外,当熔炼铸造工艺结束后,打开泄流寇31,可以使得存留在过滤箱里面的残铝流出回收利用。本实施例中,过滤箱23与第一腔室之间用保温棉、耐火棉进行填充。本实施例中,过滤器22的周边有衬垫,用作过滤器与过滤箱接触部分的 密封,确保无铝合金熔液旁流。继续参考图1,在第一腔室的上方设有顶盖4。顶盖4的顶部中心设有加热元件44和在所述加热元件周围的充气口(图未式),在所述充气口的周围还设置有把手43。所述顶盖的底部设有拦截网41。其中,加热元件44的作用为防止铝合金熔液受导流槽温度的影响而产生降温,从而维持第一腔室内铝合金熔液的温度,以保证后续的铝合金的质量。加热元件的充气口的作用是为了在第一腔室2冲入保护气体,该保护气体可以阻止铝合金熔液与空气接触形成氧化夹杂和吸氢。所述保护气体为氮气。顶盖的底部设有拦截网41可以防止顶盖上的粉尘材料掉落在第一腔室,从而对高纯铝合金熔液造成污染。本实施例中,顶盖顶部与顶盖通过锁42进行锁连。其他实施例中,也可以通过其他方式进行连接。本实施例的过滤装置结构简单,还具有采用实施例一的方法形成的过滤件,大大减少了10微米以上的夹杂,大大提高了铝合金熔液的纯度,同时也提高了过滤效率。其他实施例中,第一腔室2与第二腔室3可以一体成型。其他实施例中,第二腔室2顶部也具有上盖也属于本发明的保护范围。其他实施例中,没有第二腔室也属于本发明的保护范围。其他实施例中,没有顶盖4也属于本发明的保护范围。其他实施例中没有导流槽24也属于本发明的保护范围。其他实施例中,没有过滤箱也属于本发明的保护范围。虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。当前第1页1 2 3 
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