來源：《鑄(zhu)造(zao)技(ji)術》雜志論文
張新平1? ??袁東洲1 2
（1，陜西·寶雞華光鑄造(zao)材料科技(ji)有(you)限公司 陜西 鳳翔 721400；2，全國(guo)鑄造(zao)學會消失模(mo)與(yu)V法鑄造(zao)技(ji)術委員會 湖北 武漢430074）
【摘(zhai)要】過(guo)濾器在鑄造(zao)行(xing)業應用得到了普遍認可，本(ben)文僅以國(guo)內某公司研制(zhi)的(de)鑄造(zao)用紙質過(guo)濾器在鑄鐵(tie)件上的(de)應用實例分析(xi)，以及(ji)在鑄造(zao)行(xing)業的(de)應用優勢及(ji)前景(jing)作(zuo)以研判(pan)。
【關(guan)鍵詞】 ?鑄鐵件?? 紙質(zhi)過濾器??? 應(ying)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(nian)(nian)隨著我國鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)產量快速的(de)持續增長，國家提出“我們不但要(yao)做世界鑄(zhu)(zhu)(zhu)造大國，還要(yao)做世界鑄(zhu)(zhu)(zhu)造強國”。對高品質鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)技術(shu)要(yao)求(qiu)也(ye)在按照國際標(biao)準同步提高，鑄(zhu)(zhu)(zhu)造企業使用過(guo)濾器(qi)的(de)量逐年(nian)(nian)增加(jia)，帶動了鑄(zhu)(zhu)(zhu)造用過(guo)濾器(qi)生產技術(shu)的(de)提升。從幾公斤的(de)小(xiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)到上百噸的(de)大型鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)目前都可使用過(guo)濾器(qi)。過(guo)濾器(qi)已應用在鑄(zhu)(zhu)(zhu)造行(xing)業的(de)多個領域：汽車鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)、發動機鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)、機床鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)、風電鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)、液壓鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)、紡織(zhi)機械鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)及(ji)精密鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)等(deng)。
采用傳統的熔煉鑄造工藝往往難以滿足現代制造裝備工業對高品質鑄件的技術要求，關鍵原因是合金中的非金屬夾雜物超出技術要求所允許的范圍。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（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。鑄造過濾技術就是在這種情況下發展起來的一種凈化金屬熔液的新方法、新工藝。?
過(guo)濾(lv)技術在(zai)濾(lv)除金(jin)屬液中夾雜(za)物，改善鑄(zhu)(zhu)件(jian)的內部組(zu)織和(he)機械(xie)加工(gong)(gong)性(xing)能，提(ti)高鑄(zhu)(zhu)件(jian)的工(gong)(gong)藝出品(pin)率(lv)、合格率(lv)及(ji)力學性(xing)能，降(jiang)低(di)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生產的綜合成本方面(mian)起到了(le)重要(yao)作用。隨著我(wo)國鑄(zhu)(zhu)件(jian)品(pin)質(zhi)的不斷(duan)提(ti)升，人(ren)們(men)對(dui)過(guo)濾(lv)技術認識的逐(zhu)漸深入，鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)用過(guo)濾(lv)器己被越(yue)來(lai)越(yue)多的鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)廠家所接(jie)受，其將在(zai)提(ti)高鑄(zhu)(zhu)件(jian)的質(zhi)量和(he)成品(pin)率(lv)方面(mian)發揮(hui)越(yue)來(lai)越(yue)大的作用。
2）、過濾技術的應用與發展
目前我國(guo)鑄(zhu)造使用(yong)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)技術，包括有玻(bo)璃纖維過(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)、陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)直孔過(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)和(he)泡沫(mo)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)配套陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器外(wai)殼(ke)等，生產實(shi)踐中對三類(lei)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)進行比較(jiao)，泡沫(mo)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)能力最強，尤(you)其是(shi)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)直孔過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器應(ying)用(yong)廣泛。
鑄(zhu)(zhu)造(zao)行業曾經是把過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器放(fang)(fang)(fang)在澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)系統(tong)內(nei)(nei)，預先將(jiang)帶有(you)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器的(de)澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)系統(tong)型殼制作(zuo)好，在管殼上相應位(wei)置(zhi)(zhi)預留有(you)開口，便于過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器放(fang)(fang)(fang)在安(an)裝(zhuang)座內(nei)(nei)。制殼階段放(fang)(fang)(fang)于座內(nei)(nei)，用(yong)水玻璃或(huo)硅溶膠封住，固化烘干(gan)后就(jiu)可(ke)澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)。澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)溫度(du)控制在工(gong)藝(yi)范(fan)圍上限，澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)速度(du)應盡快達到(dao)最大(da)，這樣做以(yi)(yi)避免冷隔、澆(jiao)不(bu)足等(deng)鑄(zhu)(zhu)造(zao)缺陷。為使過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器放(fang)(fang)(fang)置(zhi)(zhi)容易(yi)，需要設計(ji)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)底座，即在型殼放(fang)(fang)(fang)置(zhi)(zhi)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器處與(yu)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器外(wai)緣最好有(you)2毫米間隙、支撐面要留有(you)≥5mm寬度(du)的(de)底座。過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器外(wai)形可(ke)以(yi)(yi)制作(zuo)成方形也可(ke)以(yi)(yi)做成圓臺形，可(ke)外(wai)包纖維棉，直(zhi)接放(fang)(fang)(fang)在澆(jiao)口位(wei)置(zhi)(zhi)；還(huan)可(ke)以(yi)(yi)制作(zuo)與(yu)直(zhi)澆(jiao)道或(huo)橫澆(jiao)道相匹配(pei)的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)，過(guo)(guo)濾(lv)(lv)片(pian)有(you)陶瓷直(zhi)孔(kong)片(pian)還(huan)有(you)耐火纖維多孔(kong)片(pian)，放(fang)(fang)(fang)置(zhi)(zhi)前用(yong)樹(shu)脂粘結在澆(jiao)注(zhu)(zhu)(zhu)系統(tong)上，使用(yong)方便，操作(zuo)簡捷
應用(yong)(yong)實踐表明：過濾技術可以有效(xiao)(xiao)消(xiao)除(chu)夾(jia)雜、夾(jia)渣、氣孔缺陷(xian)，是(shi)提(ti)(ti)高(gao)鑄(zhu)件(jian)質(zhi)量(liang)(liang)必不可少(shao)(shao)的而(er)且(qie)最能(neng)見成效(xiao)(xiao)的工藝(yi)(yi)手段。具體(ti)的講：鑄(zhu)造用(yong)(yong)過濾帶來的益處主要表現在以下(xia)4個方面。(1)減(jian)少(shao)(shao)夾(jia)雜缺陷(xian)能(neng)有效(xiao)(xiao)減(jian)少(shao)(shao)夾(jia)雜物(wu)(wu)數(shu)量(liang)(liang),減(jian)少(shao)(shao)、消(xiao)除(chu)夾(jia)雜及相關廢品(pin)缺陷(xian)。 (2)穩(wen)定鑄(zhu)件(jian)質(zhi)量(liang)(liang)使(shi)鑄(zhu)件(jian)的各項質(zhi)量(liang)(liang)指標更加穩(wen)定。(3)提(ti)(ti)高(gao)工藝(yi)(yi)出品(pin)率，過濾的有效(xiao)(xiao)作用(yong)(yong)允許簡化原來為消(xiao)除(chu)夾(jia)雜物(wu)(wu)而(er)設計的復(fu)雜澆注系統(tong),提(ti)(ti)高(gao)工藝(yi)(yi)出品(pin)率。(4)金屬基體(ti)中夾(jia)雜物(wu)(wu)數(shu)量(liang)(liang)的減(jian)少(shao)(shao),可以明顯(xian)提(ti)(ti)高(gao)切(qie)削(xue)刀具的使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命，穩(wen)定機械加工性能(neng)。
據文獻[4]為(wei)了獲(huo)得高(gao)品(pin)(pin)質(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造中用過濾(lv)(lv)網的(de)(de)經濟效(xiao)益：（1）使用過濾(lv)(lv)器(qi)能(neng)大幅(fu)度降低夾雜類缺陷(xian)；（2）細化晶粒，提(ti)高(gao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)力學性能(neng)；（3）改善鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)機械(xie)加工(gong)性能(neng)；（4）提(ti)高(gao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)內在(zai)、外在(zai)質(zhi)量(liang)(liang)；（5）減少加工(gong)余量(liang)(liang)、減少修補費用；（6）簡化澆(jiao)注系統，提(ti)高(gao)工(gong)藝出品(pin)(pin)率(lv)。鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)過濾(lv)(lv)技術(shu)可以(yi)有效(xiao)提(ti)升鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)品(pin)(pin)質(zhi)，能(neng)夠為(wei)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造企業(ye)帶來(lai)明顯經濟效(xiao)益，在(zai)我國(guo)應用范圍迅速(su)增加，隨著(zhu)越來(lai)越多高(gao)品(pin)(pin)質(zhi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)需(xu)求，人(ren)們(men)對過濾(lv)(lv)技術(shu)的(de)(de)認(ren)識逐漸(jian)不斷深入，這項新方法的(de)(de)應用必(bi)將越來(lai)越廣(guang)泛。
3）、紙質過濾器和紙質澆道的研發
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技術，寶雞華光鑄材公司率先研制出鑄造用紙質澆道管和紙質過器濾器（如圖1所示），填補了國內的空白。由于其重量輕，便于與消失模裝配，子母口承插、節能環保等優勢深受業內好評。解決了陶瓷過濾器笨重、不易與紙質澆道和消失模澆道連接裝配的問題。同紙質澆道管一并在消失模鑄造和實型鑄造應用，彰顯鑄造用紙質過濾器的優越性，質地很輕和紙質澆道管非常便于連接，紙質澆道和過濾器易于操作，用手工鋸條就能夠切割，使用的性能非常優越文獻[2]。筆者在全國多地使用紙質過濾器的鑄造車間生產現場看到，聽到操作工師傅說：“這樣既簡單輕巧，又便于使用，太實用了”。“紙質過濾器與紙質澆道是子母口承插連接，紙質過濾器外殼內裝直孔陶瓷過濾網，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，車間的經濟效益明顯得到改觀”。鑄造用紙質過濾器能夠有效的地去掉液態金屬非金屬夾雜物，提高鑄件的顯微組織和力學性能，生產精密鑄件的高品質標準，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，經濟效益和社會效益顯著增加文獻[2]。
4）紙質過濾器在鑄鐵件的應用
紙質過濾器這項發(fa)明解決的(de)(de)技術問題(ti)最顯著的(de)(de)是，提供一種能夠在滿足(zu)鑄(zhu)造用金屬液純凈(jing)度的(de)(de)要求下，可以適用于普通灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)和(he)球墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)鑄(zhu)件，大量(liang)使用于覆膜砂消失模鑄(zhu)件和(he)樹脂砂實(shi)型鑄(zhu)造工(gong)藝。
在普通灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)件(jian)(jian)澆注系統(tong)使用(yong)(yong)(yong)，比(bi)如(ru)在機床床身、床頭箱(xiang)的(de)應用(yong)(yong)(yong)，鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)原(yuan)先夾渣(zha)(zha)、夾雜和氣孔(kong)缺陷明顯減少，機械加(jia)工(gong)性能顯著改善。尤其是(shi)在球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)件(jian)(jian)的(de)應用(yong)(yong)(yong)，實現(xian)大型（比(bi)如(ru)汽(qi)車覆蓋件(jian)(jian)模具類及風(feng)電(dian)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)）球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)件(jian)(jian)低(di)流(liu)速、平穩充(chong)型目的(de)的(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)用(yong)(yong)(yong)過濾器(qi)，具有阻止鐵(tie)液中的(de)渣(zha)(zha)進入鑄(zhu)(zhu)型內；還能夠在達到要求流(liu)量的(de)前提下控制(zhi)(zhi)鐵(tie)液流(liu)速，遏(e)制(zhi)(zhi)鐵(tie)液紊流(liu)現(xian)象(xiang)，保(bao)證了(le)大型球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)件(jian)(jian)澆注質(zhi)量。國(guo)內外(wai)汽(qi)車模具鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)生(sheng)產(chan)企業采用(yong)(yong)(yong)紙(zhi)質(zhi)澆道(dao)管的(de)同時使用(yong)(yong)(yong)紙(zhi)質(zhi)過濾器(qi)，兩(liang)者匹配(pei)相用(yong)(yong)(yong)更加(jia)凸(tu)顯該產(chan)品(pin)在實型鑄(zhu)(zhu)造(zao)上(shang)的(de)優越性（如(ru)圖4-1和圖4-2所示(shi)）。
5）結語與展望
綜(zong)上所(suo)述，鑄(zhu)造用(yong)紙質過(guo)(guo)濾器(qi)相(xiang)比較陶瓷過(guo)(guo)濾器(qi)有(you)著諸多(duo)優點(dian)，重量(liang)輕，便(bian)于與(yu)紙質澆道管(guan)配套使用(yong)，使用(yong)方便(bian)、節能環保。在(zai)大(da)(da)型實型鑄(zhu)鐵件使用(yong)中收到良(liang)好的(de)效果(guo)，隨(sui)著我國由世(shi)界(jie)鑄(zhu)造大(da)(da)國向世(shi)界(jie)鑄(zhu)造強國的(de)邁進，鑄(zhu)造用(yong)金屬(shu)液過(guo)(guo)濾器(qi)的(de)使用(yong)量(liang)將(jiang)會(hui)更大(da)(da)。我們(men)不會(hui)滿足已有(you)成績，將(jiang)在(zai)鑄(zhu)鋼與(yu)高溫合金鑄(zhu)件用(yong)新型澆道和過(guo)(guo)濾材料(liao)的(de)研制方面加大(da)(da)投入。
對于目前制約推(tui)廣使用的成本問題，將加快推(tui)進自動化(hua)改造(zao)，提高生產效率，降低生產成本。與業內有識之士研究，盡(jin)快制定鑄(zhu)造(zao)用過濾(lv)器技術標(biao)準(zhun)以(yi)及凈化(hua)效果的檢測標(biao)準(zhun)，還有檢測設備和檢測手段。將其與鑄(zhu)造(zao)工藝可行性(xing)實用評判以(yi)及在(zai)鑄(zhu)造(zao)行業全方位的推(tui)廣。
參? 考? 文? 獻
[1]張新(xin)平(ping)，鑄造(zao)用(yong)紙質澆(jiao)道管及其(qi)制造(zao)方法：中國(guo).2015107230033.33[P.2015-10-29]
[2]袁東洲，紙(zhi)質澆道管及其在消失模(mo)鑄(zhu)造(zao)(zao)上應用之優點[J].鑄(zhu)造(zao)(zao)技(ji)術，2017（9）2295-2297
[3]張新(xin)平，鑄(zhu)造過濾器紙質過濾器殼制造方法：中國,2018109161882.32[P2019-08-20]
[4]魏? 兵? 唐一林(lin)等，鑄造(zao)用金屬液過濾器(qi)及其(qi)應用[j].鑄造(zao)技術，2008（8）1127-1131
【附言】
第一作者簡介：張新(xin)平? 男(nan)，漢族(zu)，陜西(xi)鳳翔(xiang)人(ren)，經濟師。現任寶雞(ji)華光鑄造(zao)材料科技有限公(gong)司總經理。 通聯方式： 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
