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1过滤净化技术－保证汽车铸件质量的有效措施圣泉集团张科峰高级工程师2009年07月乌鲁木齐2汽车铸件特点•强度高•薄壁轻量化•尺寸精度高•表面内腔质量•批量大3保证汽车铸件质量的措施•原材料•设备造型混砂制芯•检测•工艺措施过滤净化技术4夹杂类缺陷的危害及消除•夹杂类缺陷特点各种铸件都会遇见严重程度不相同铸件大小铸件材质铸造工艺性占到废品50%汽车铸件对其很敏感。5夹杂类缺陷的危害及消除•主要危害：降低机械性能降低加工性能影响铸件表面质量增加废品损失6•夹杂类缺陷消除途径原材料控制熔炼过程控制高温静置型芯强度浇注系统设计涂料过滤7过滤技术在铸造中的应用状况•过滤技术在我国汽车铸件上应用越来越普遍技术成熟出口铸件增多质量要求高国内汽车技术快速发展高品质铸件过滤器成本降低国产化综合效益8常用过滤器（网）特点•过滤网9•泡沫陶瓷过滤器10•泡沫陶瓷过滤器过滤金属液名称材质钢液刚玉、氧化锆增韧莫来石、部分稳定氧化锆、氧化锆增韧刚玉、铁液莫来石、刚玉、碳化硅、氮化硅铜铝等有色合金堇青石—莫来石、碳化硅、高铝矾土、刚玉、莫来石11•规格外形尺寸：方形：边长30×30～300×300mm,厚度10～50mm。圆形：直径30～300mm等,厚度10～50mm。网孔规格PPI：6、10、15、20、25、30等.12•硅胶质泡沫陶瓷过滤器（大型铸件用）13•直孔过滤器14•冲压式直孔过滤器特点过滤效果好：整流＋过滤＋吸附强度高：杜绝破碎用于更大铸件尺寸精度高：过滤器与铸型配合严密性价比高：价格比泡沫陶瓷低降低成本应用广泛：欧美国家用量大15•泡沫陶瓷过滤器过滤机理一、机械过滤二、整流三、滤饼四、吸附16几种过滤器效果比较过滤机制过滤滤饼吸附整流特点泡沫陶瓷过滤器有有强强过滤效果好直孔过滤器有有弱弱过滤效果较好过滤网有有无无效果差价格低17陶瓷过滤器的应用范围•陶瓷过滤器可以应用在几乎所有铸件上•主要应用在汽车铸件液压件精密铸件风电铸件18•减少消除夹杂类缺陷陶瓷过滤器带来的好处19泡沫陶瓷过滤器带来的好处铸造合金种类过滤前的问题过滤后的效果Al-Cu25%废品基本无废品Al-Si20%废品无废品Al-Cu大面积夹杂消除Al-Cu30%废品无球铁50%废品﹤2%不锈钢气孔和夹杂量超标全部达标泡沫陶瓷过滤器效果20•提高机械性能韧性21•过滤可使铁素体球铁的疲劳强度提高10%左右•铝合金的抗拉强度提高4~5%，延伸率提高7~11%•铜合金的抗拉强度提高22%，延伸率提高将近一倍，硬度提高8~20HB•使灰铁抗弯强度提高5%左右，抗拉强度提高16%左右•可使球铁抗拉强度提高约17%，延伸率提高约40%，硬度提高约10%•使不锈钢延伸率提高67%，冲击韧性提高18%•二汽：球铁生产流水线上对ＳiＣ质泡沫陶瓷过滤器的应用实践表明：球铁抗强度和延伸率分别比不过滤时提高15.3%和12.5%•使高铬合金耐磨铸铁的抗弯强度、冲击韧性和硬度分别提高14%、15%和30%左右多组试验数据22•提高机械加工性能23•原因•经过滤的铝合金压铸件在机加工时的刀具磨损量比未经过滤铸件减小50%。•二汽：机加工时刀具使用寿命提高1倍多试验数据24•简化浇注系统提高工艺出品率25•减少加工余量•减少修补工作量•提高生产效率每箱可安排更多的铸件•经济效益提高直接报废的铸件加工后废铸件损失更大加工费用节省工艺出品率提高生产效率提高26经济效益概算•铸件10000元/吨•按降低3%废品率每吨铸件降低废品损失300元•废铸件材料费价值150元•每吨铸件过滤器消耗18元•效益＝300－150－18＝132元27泡沫陶瓷过滤器使用方法•过滤器安放位置可放在浇注系统的任何位置，尽量靠近铸件，尽量减少金属液冲击。28泡沫陶瓷过滤器使用原则•过滤器孔径选择根据不同金属液的夹杂情况、流动性等特点，一般选择：铸钢610PPI铸铁101520PPI铸铝202530PPI29泡沫陶瓷过滤器使用原则•过滤器的厚度过滤器厚度越大,过滤器的强度越好,过滤器的深层过滤效率也越高，但其使用成本也越高。从最适宜的强度和过滤效率考虑。一般情况下：尺寸60mm，厚度10～15mm60mm，厚度15～30mm30泡沫陶瓷过滤器使用原则•过滤面积计算31泡沫陶瓷过滤器使用原则•过滤座设计32泡沫陶瓷过滤器使用原则•过滤重量核算1平方厘米1Kg铸钢2Kg球铁4Kg灰铁过滤33•过滤器解剖加工验证很重要34•典型例子灰铸铁重量90kg浇注温度1420℃浇注时间16秒35•曲轴•典型例子36•典型例子37•典型例子球铁浇注温度1380～1420℃每型铁水重量15～30kg38•刹车盘•典型例子39•典型例子秦皇岛戴卡抗拉MPa延伸率％未用过滤器2393.9用过滤器2535.640陶瓷过滤器被过滤器阻挡的夹杂图341•典型例子42注意事项•浇注温度稳定•尽量减少金属液冲击•在初次使用过滤器或工艺改动时，要认真审核过滤器的过滤能力，并经小试确认后再转入正常生产43圣泉建成全球最大的陶瓷过滤器生产基地44圣泉各种过滤器45结束语随着我国汽车工业的快速发展，以汽车铸件为代表的高品质铸件采用了诸多新工艺，其中过滤净化技术对提高铸件质量的作用被越来越重视，其应用会更加广泛。46•作者简介：张科峰，男，高级工程师，硕士，主要从事铸造材料应用研究。