CN1083032A - 耐高温陶瓷过滤器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

以莫来石为基础配以氧化铝，锆英砂，磷酸铝等 主要原料，进行超细加工，加辅助料和水混磨成料浆， 除泡，以开孔软泡沫塑料为模具材料，浸浆、挤压、烘 干、装炉烧结为高温过滤器，可在1620℃使用，可用 于熔融金属的过滤，高温气体的过滤，多种腐蚀液体 的过滤；并可根据过滤物性质，改变过滤器配方成分， 以提高耐蚀性。

Description

本发明涉及一种耐高温陶瓷过滤器的制造方法，属于工业陶瓷领域。
关于陶瓷过滤器，国外文献报导较多，在日、美两国已应用于工业领域，使用温度在1500℃以内;在国内尚处于研制阶段，未见有使用温度高于1600℃以上，技术经济性能较好的同类技术。工业上为提高金属的铸造质量，需要将金属熔融过滤，再进行铸造，如熔融金属的温度超过1500℃，一般选用碳化硅，氮化硅作成的过滤器，因这两种材料价值昂贵，致使高温过滤器的使用受到限制。
本发明的任务是研制一种耐温在1600℃以上的，价廉实用的陶瓷过滤器，采用莫来石作基础材料，加入氧化铝，锆英砂、磷酸铝等主要原材料，另加其他辅助材料，经超细加工，制成浆料，以开孔软泡沫塑料为模具，通过有效的工艺手段控制，制成合乎上述用途的耐高温陶瓷过滤器。
以下为本发明的内容：
1、配合比例及配料工艺：
莫来石64.1～70.9%
氧化铝14.25～15.75%
锆英砂11.87～13.13%
磷酸铝4.75～5.25%
以上四种主要原料之和为100%，以主要原料为基础，再加入五种辅助原料。
减水剂：0.2～0.3%
纯碱：0.1～0.2%
甲基纤维素：1.0～2.0%
水玻璃：0.05～0.1%
水：45～60%。
对以上配方中所用的原材料，要求如下：莫来石可以是烧结或电熔的制品，其中杂质Na2O，K2O及Fe2O3总量不得超过1.5%，进行超细粉碎，磨细至粒径Φ5～15μm，颗粒级配为大∶中∶小＝7∶2∶1;氧化铝，要求纯度，Al2O3含量大于99%，细度Φ1～5μm;甲基纤维素市购产品为固体，配制成20%的水溶液搅拌后静置4小时以上再用;水的PH≥7.5。
按以上配方范围和要求称取原料，混合，研磨，真空处理，制出的料浆不得有气泡存在。
2、模具准备和成型
用软质开孔泡沫塑料，切成与产品相当尺寸，适当留有余量，用PH为7.5～8.5的碱溶液在50～60℃浸泡20～30分钟用清水洗净，自然干燥，将干燥之泡沫塑料在配好的料浆中浸渍，并反复挤压，直至每根棱线上都有料浆，然后用压缩空气通过Φ2mm的排气孔将多余的料浆吹净，制成半成品。
3、烘干，装炉和烧结：
将半成品放恒温干燥箱烘干，温度为120℃±10℃，按制品厚度计，每1厘米厚烘干20～30分钟，烘干后，装炉烧结，控制升温速度，不使太快，以免造成开裂，最高烧结温度为1620℃，在此温度保温一段时间，控制降温速度，缓慢降温。
以下为本发明实施例：
本发明实施多次，经选择最佳配方为：
（1）莫来石    67.5%
（2）氧化铝    15%
（3）锆英砂    12.5%
（4）磷酸铝    5%
（5）减水剂    0.3%
（6）纯碱    0.2%
（7）甲基纤维素    1～2%
（8）水玻璃    0.05%
（9）水    50%
配合料加入顺序依次为（1）（2）（3）（4）（5）（6）（9）七种原料，同时加入，开动球磨机研磨，在总研磨时间过半时，再加入（7）（8）一同研磨，这样研磨效率最高。
软泡沫塑料模具可采用聚氨酯泡沫塑料制作，浸浆挤压后所留空隙率为80～90%，质量最好。
烧结装炉，以每块制品为1～1.5cm厚计，码垛不超过6层，最低层放一块烧好的成品垫底，因为底层受热不均匀，最易开裂，而底层一旦开裂，就失去平衡，造成整垛变形，变成废品。
烧结工艺制度最佳实施例如下：
室温装炉
室温↑500℃    升温速度60℃/小时
500℃↑1100℃    升温速度120℃/小时
1100℃↑1300℃    升温速度60℃/小时
1300℃↑1620℃    升温速度120℃/小时
1620℃保温4小时
1620℃↓1100℃    降温速度150℃/小时
1100℃↓室温    降温速度60℃/小时
本发明的优点和效果如下：
（1）用上述工艺方法生产的过滤器，可承受1620℃的高温，可用于熔融金属的过滤，可以消灭或减少铸件的夹杂、气孔，从而提高产品质量及合格率。可用于汽车发动机气缸体及各种精密铸件。
（2）用于各种高温气体的过滤，可提高工作机的热效率，减少固体物的排放，有利于保护环境，如用于锅炉的无动力和减少动力除尘。
（3）用于多种腐蚀性液体的过滤，并可根据被过滤物的性质，改善配方，以提高耐蚀性。
（4）从经济指标计算，每公斤莫来石价值十元，而每公斤碳化硅或氮化硅价值400元，1公斤制品成本差390元。

Claims (5)

1、一种耐高温陶瓷过滤器的制造方法，其特征是采用莫来石为基础，配以氧化铝，锆英砂，磷酸铝等主要原料，并加辅助原料和水进行超细加工，混磨成料浆，真空除泡；以开孔软质泡沫塑料为模具，浸浆、挤压、烘干、装炉烧结而成，以下为具体制造步骤：
(1)配方范围及配料工艺
莫来石：64.1～70.9%
氧化铝：14.25～15.75%
锆英砂：11.87～13.13%
磷酸铝：4.75～5.25%
以上四种主原料之和为100%，此外尚加入5种辅助原料，
减水剂：0.2～0.3%
纯碱：0.1～0.2%
甲基纤维素：1.0～2.0%
水玻璃：0.05～0.1%
水：45～60%
按以上配方范围称取原料，混合、研磨、真空除泡，制成料浆；
(2)模具准备和成型
将开孔软质泡沫塑料切成产品尺寸大小，并留适当余量，用PH为7.5～8.5的碱性溶液在50～60℃浸泡20～30分钟，用清水洗净，在料浆中浸渍，反复挤压，用压缩空气将多余料浆吹净；
(3)烘干、装炉和烧结
将半成品放进恒温干燥箱烘干，烘干温度为120℃±10℃，按制品厚度计，每一厘米厚烘干20～30分钟，烘干后，装炉烧结，控制升温速度，最高烧结温度为1620℃，在1620℃保温一段时间，控制降温速度降至室温。
2、根据权利要求1所述的高温陶瓷过滤器的制造方法，其特征是所述配方范围的最佳选择为
（1）莫来石：67.5%
（2）氧化铝：15%
（3）锆英砂：1.25%
（4）磷酸铝：5%
（5）减水剂：0.3%
（6）纯碱：0.2%
（7）甲基纤维素：1～2%
（8）水玻璃：0.05%
（9）水：50%
3、根据权利要求1所述的高温陶瓷过滤器的制造方法，其特征是所述配料工艺中配合料加入顺序依次为（1）（2）（3）（4）（5）（6）（9），以上七种原料一起加入，开动球磨机研磨，在总研磨时间过半时，再加入（7）（8）两种原料同磨。
4、根据权利要求1所述的高温陶瓷过滤器的制造方法，其特征是所述半成品挤压工艺中，挤压后所留的空隙率为80～90%。
5、根据权利要求1所述的高温陶瓷过滤器的制造方法，其特征是所述的烧结工艺制度为：
室温装炉
室温↑500℃  升温速度60℃/小时
500℃↑1100℃  升温速度120℃/小时
1100℃↑1300℃  升温速度60℃/小时
1300℃↑1620℃  升温速度120℃/小时
1620℃保温4小时
1620℃↓1100℃  降温速度150℃/小时
1100℃↓室温  降温速度60℃/小时
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