來源：《鑄造技術(shù)》雜志論文
張新平1? ??袁東洲1 2
（1，陜西·寶雞華光鑄造材料科技有限公司 陜西 鳳翔 721400；2，全國鑄造學會消失模與V法鑄造技術(shù)委員會 湖北 武漢430074）
【摘要】過濾器在鑄造行業(yè)應用得到了普遍認可，本文僅以國內(nèi)某公司研制的鑄造用紙質(zhì)過濾器在鑄鐵件上的應用實例分析，以及在鑄造行業(yè)的應用優(yōu)勢及前景作以研判。
【關(guān)鍵詞】 ?鑄鐵件?? 紙質(zhì)過濾器??? 應用
Application of paper filter in iron casting
Zhang Xinping 1? ?yuan Dongzhou 1 2
(1. Shaanxi Baoji Huaguang Casting Material Technology Co., Ltd. Shaanxi Fengxiang 721400; 2. EPC and V-process Casting Technical Committee of National Foundry Society Hubei Wuhan 430074)
[Abstract] the application of the filter in the foundry industry has been generally recognized and approved by the authoritative experts in the industry. In this paper, the application of paper filter for casting developed by a domestic casting technology company in iron castings is analyzed, and its application advantages and prospects in the casting industry are discussed.
[Key words] Application of paper filter for iron castings
1）、引言
近幾年隨著我國鑄件產(chǎn)量快速的持續(xù)增長，國家提出“我們不但要做世界鑄造大國，還要做世界鑄造強國”。對高品質(zhì)鑄件的技術(shù)要求也在按照國際標準同步提高，鑄造企業(yè)使用過濾器的量逐年增加，帶動了鑄造用過濾器生產(chǎn)技術(shù)的提升。從幾公斤的小鑄件到上百噸的大型鑄件目前都可使用過濾器。過濾器已應用在鑄造行業(yè)的多個領域：汽車鑄件、發(fā)動機鑄件、機床鑄件、風電鑄件、液壓鑄件、紡織機械鑄件及精密鑄件等。
采用傳統(tǒng)的熔煉鑄造工藝往往難以滿足現(xiàn)代制造裝備工業(yè)對高品質(zhì)鑄件的技術(shù)要求，關(guān)鍵原因是合金中的非金屬夾雜物超出技術(shù)要求所允許的范圍。為減少非金屬夾雜物的影響，一方面對配制合金的清潔爐料提出了嚴格要求，另一方面則竭力加強熔煉過程的控制,還有在鑄造工藝上采取加設過濾網(wǎng)（器）等措施。其中過濾器是減少、消除夾雜最有效的措施，能起到其它工藝措施無法達到的作用。鑄造過濾技術(shù)就是在這種情況下發(fā)展起來的一種凈化金屬熔液的新方法、新工藝。?
過濾技術(shù)在濾除金屬液中夾雜物，改善鑄件的內(nèi)部組織和機械加工性能，提高鑄件的工藝出品率、合格率及力學性能，降低鑄造生產(chǎn)的綜合成本方面起到了重要作用。隨著我國鑄件品質(zhì)的不斷提升，人們對過濾技術(shù)認識的逐漸深入，鑄造用過濾器己被越來越多的鑄造廠家所接受，其將在提高鑄件的質(zhì)量和成品率方面發(fā)揮越來越大的作用。
2）、過濾技術(shù)的應用與發(fā)展
目前我國鑄造使用過濾技術(shù)，包括有玻璃纖維過濾網(wǎng)、陶瓷直孔過濾網(wǎng)和泡沫陶瓷過濾網(wǎng)配套陶瓷過濾器外殼等，生產(chǎn)實踐中對三類過濾網(wǎng)進行比較，泡沫過濾網(wǎng)過濾能力最強，尤其是陶瓷直孔過濾器應用廣泛。
鑄造行業(yè)曾經(jīng)是把過濾器放在澆注系統(tǒng)內(nèi)，預先將帶有過濾器的澆注系統(tǒng)型殼制作好，在管殼上相應位置預留有開口，便于過濾器放在安裝座內(nèi)。制殼階段放于座內(nèi)，用水玻璃或硅溶膠封住，固化烘干后就可澆注。澆注溫度控制在工藝范圍上限，澆注速度應盡快達到最大，這樣做以避免冷隔、澆不足等鑄造缺陷。為使過濾器放置容易，需要設計過濾底座，即在型殼放置過濾器處與過濾器外緣最好有2毫米間隙、支撐面要留有≥5mm寬度的底座。過濾器外形可以制作成方形也可以做成圓臺形，可外包纖維棉，直接放在澆口位置；還可以制作與直澆道或橫澆道相匹配的位置，過濾片有陶瓷直孔片還有耐火纖維多孔片，放置前用樹脂粘結(jié)在澆注系統(tǒng)上，使用方便，操作簡捷
應用實踐表明：過濾技術(shù)可以有效消除夾雜、夾渣、氣孔缺陷，是提高鑄件質(zhì)量必不可少的而且最能見成效的工藝手段。具體的講：鑄造用過濾帶來的益處主要表現(xiàn)在以下4個方面。(1)減少夾雜缺陷能有效減少夾雜物數(shù)量,減少、消除夾雜及相關(guān)廢品缺陷。 (2)穩(wěn)定鑄件質(zhì)量使鑄件的各項質(zhì)量指標更加穩(wěn)定。(3)提高工藝出品率，過濾的有效作用允許簡化原來為消除夾雜物而設計的復雜澆注系統(tǒng),提高工藝出品率。(4)金屬基體中夾雜物數(shù)量的減少,可以明顯提高切削刀具的使用壽命，穩(wěn)定機械加工性能。
據(jù)文獻[4]為了獲得高品質(zhì)鑄件，鑄造中用過濾網(wǎng)的經(jīng)濟效益：（1）使用過濾器能大幅度降低夾雜類缺陷；（2）細化晶粒，提高鑄件力學性能；（3）改善鑄件機械加工性能；（4）提高鑄件內(nèi)在、外在質(zhì)量；（5）減少加工余量、減少修補費用；（6）簡化澆注系統(tǒng)，提高工藝出品率。鑄件過濾技術(shù)可以有效提升鑄件品質(zhì)，能夠為鑄造企業(yè)帶來明顯經(jīng)濟效益，在我國應用范圍迅速增加，隨著越來越多高品質(zhì)鑄件的需求，人們對過濾技術(shù)的認識逐漸不斷深入，這項新方法的應用必將越來越廣泛。
3）、紙質(zhì)過濾器和紙質(zhì)澆道的研發(fā)
進入21世紀在我國推廣世界風行的綠色鑄造——消失模鑄造，為適應這一先進生產(chǎn)技術(shù)，寶雞華光鑄材公司率先研制出鑄造用紙質(zhì)澆道管和紙質(zhì)過器濾器（如圖1所示），填補了國內(nèi)的空白。由于其重量輕，便于與消失模裝配，子母口承插、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢深受業(yè)內(nèi)好評。解決了陶瓷過濾器笨重、不易與紙質(zhì)澆道和消失模澆道連接裝配的問題。同紙質(zhì)澆道管一并在消失模鑄造和實型鑄造應用，彰顯鑄造用紙質(zhì)過濾器的優(yōu)越性，質(zhì)地很輕和紙質(zhì)澆道管非常便于連接，紙質(zhì)澆道和過濾器易于操作，用手工鋸條就能夠切割，使用的性能非常優(yōu)越文獻[2]。筆者在全國多地使用紙質(zhì)過濾器的鑄造車間生產(chǎn)現(xiàn)場看到，聽到操作工師傅說：“這樣既簡單輕巧，又便于使用，太實用了”。“紙質(zhì)過濾器與紙質(zhì)澆道是子母口承插連接，紙質(zhì)過濾器外殼內(nèi)裝直孔陶瓷過濾網(wǎng)，用膠帶密封就行，再不怕進砂，夾砂了。” 車間工程師如此說。鑄件成品率顯著提高，車間的經(jīng)濟效益明顯得到改觀”。鑄造用紙質(zhì)過濾器能夠有效的地去掉液態(tài)金屬非金屬夾雜物，提高鑄件的顯微組織和力學性能，生產(chǎn)精密鑄件的高品質(zhì)標準，降低鑄件廢品率，顯著提高工藝出品率。減少加工時刀具磨損，經(jīng)濟效益和社會效益顯著增加文獻[2]。
4）紙質(zhì)過濾器在鑄鐵件的應用
紙質(zhì)過濾器這項發(fā)明解決的技術(shù)問題最顯著的是，提供一種能夠在滿足鑄造用金屬液純凈度的要求下，可以適用于普通灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件，大量使用于覆膜砂消失模鑄件和樹脂砂實型鑄造工藝。
在普通灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)使用，比如在機床床身、床頭箱的應用，鑄件原先夾渣、夾雜和氣孔缺陷明顯減少，機械加工性能顯著改善。尤其是在球墨鑄鐵件的應用，實現(xiàn)大型（比如汽車覆蓋件模具類及風電鑄件）球墨鑄鐵件低流速、平穩(wěn)充型目的的鑄造用過濾器，具有阻止鐵液中的渣進入鑄型內(nèi)；還能夠在達到要求流量的前提下控制鐵液流速，遏制鐵液紊流現(xiàn)象，保證了大型球墨鑄鐵件澆注質(zhì)量。國內(nèi)外汽車模具鑄件生產(chǎn)企業(yè)采用紙質(zhì)澆道管的同時使用紙質(zhì)過濾器，兩者匹配相用更加凸顯該產(chǎn)品在實型鑄造上的優(yōu)越性（如圖4-1和圖4-2所示）。
5）結(jié)語與展望
綜上所述，鑄造用紙質(zhì)過濾器相比較陶瓷過濾器有著諸多優(yōu)點，重量輕，便于與紙質(zhì)澆道管配套使用，使用方便、節(jié)能環(huán)保。在大型實型鑄鐵件使用中收到良好的效果，隨著我國由世界鑄造大國向世界鑄造強國的邁進，鑄造用金屬液過濾器的使用量將會更大。我們不會滿足已有成績，將在鑄鋼與高溫合金鑄件用新型澆道和過濾材料的研制方面加大投入。
對于目前制約推廣使用的成本問題，將加快推進自動化改造，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。與業(yè)內(nèi)有識之士研究，盡快制定鑄造用過濾器技術(shù)標準以及凈化效果的檢測標準，還有檢測設備和檢測手段。將其與鑄造工藝可行性實用評判以及在鑄造行業(yè)全方位的推廣。
參? 考? 文? 獻
[1]張新平，鑄造用紙質(zhì)澆道管及其制造方法：中國.2015107230033.33[P.2015-10-29]
[2]袁東洲，紙質(zhì)澆道管及其在消失模鑄造上應用之優(yōu)點[J].鑄造技術(shù)，2017（9）2295-2297
[3]張新平，鑄造過濾器紙質(zhì)過濾器殼制造方法：中國,2018109161882.32[P2019-08-20]
[4]魏? 兵? 唐一林等，鑄造用金屬液過濾器及其應用[j].鑄造技術(shù)，2008（8）1127-1131
【附言】
第一作者簡介：張新平? 男，漢族，陜西鳳翔人，經(jīng)濟師。現(xiàn)任寶雞華光鑄造材料科技有限公司總經(jīng)理。 通聯(lián)方式： 電話0917–7216418（辦）； 傳真0917-7211896。
E-mail：baojihuaguang@163.com
[通訊作者] 袁東洲? 男，漢族，大學文化，高級工程師，從事鑄造工藝方面的研究工作50年，現(xiàn)任寶雞華光鑄材科技公司顧問。電話029—33234346，傳真0917-7211896。E-mail：ydzh470119@126.com
