一种铸造铁水用陶瓷过滤筛

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体为一种铸造铁水用陶瓷过滤筛。

背景技术

长期以来，汽车工业目前属于铸造工业的最大的市场，这些年来我国汽车工业的发展也不断拉动铸造工业进入一个全新发展期。随着我国汽车市场潜力的释放，世界汽车工业的重心正向中国转移，我国汽车零部件铸造市场前景广阔。

在铸造过程中，由于铁水中含有夹杂物，使得后续铸造过程中，造成铸件的缺陷产生，从而，大幅度的提高了铸件产品的废品率。

煤矸石是煤炭的开采和洗选的过程中产生的固体废弃物，约占煤炭总量的11%以上，随着煤炭开采的越来越多，煤矸石的产生量也越来越多，如果随意堆弃，会造成较为严重的环境污染，并且，占用了大量的土地资源，因此，本发明通过利用煤矸石来制备陶瓷过滤筛，用于铸造铁水的过滤，但是，单纯的煤矸石制备的陶瓷过滤筛性能无法满足市场需求，并且，其耐用性相对较差，因此，需要进行进一步的改进。

基于此，我们提出了一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，希冀解决现有技术中的不足之处。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铸造铁水用陶瓷过滤筛。

（二）技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；

其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1-1.5:10；

所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃混合而成。

作为进一步的技术方案，所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为6-8:15-20。

作为进一步的技术方案，所述杂化碳化硅制备方法为：

首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；

将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；

分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌20-30min，然后进行过滤，置于400-500℃下进行煅烧处理30-40min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅。

作为进一步的技术方案：所述有机溶剂为苯乙烯。

作为进一步的技术方案，所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。

作为进一步的技术方案，所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4-4.5；

所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:12-15。

作为进一步的技术方案：所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2-2.5质量比例混合而成。

作为进一步的技术方案：所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，具备以下有益效果：

本发明制备的铸造铁水用陶瓷过滤筛能够承受从常温到1600℃的热冲击，导热率高，热膨胀小，能够对铸造铁水进行过滤，去除夹杂，提高铸造铁水的质量，进而能够降低铸件的废品率本发明制备的陶瓷过滤筛内部结构更加复杂，能够增加铸造铁水与陶瓷过滤筛内部骨架的碰撞次数，从而，能够有效的提高了过滤效果。

附图说明

图1为不同一次烧结温度对于常温耐压强度影响。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；本发明陶瓷过滤筛为三维多孔网状结构；

其中，压模的压力为12-20MPa，优选14-17MPa，更优选15MPa；压模时间为30min。

其中，压模后干燥温度为100℃，干燥时间为35min。

其中，烧结，为在电阻炉中进行烧结，一次烧结温度为1370-1410℃，保温时间为10min，然后进行升温，二次烧结，二次烧结温度为1490-1530℃，保温时间为25min。

通过进行一次烧结时，莫来石生长驱动力逐渐增强，莫来石晶粒开始逐渐增多并且开始进行发育生长，倘若烧结温度直接提高到1500℃左右，反而会造成莫来石晶粒缺少一定的发育积累，进而影响成品的力学性能。

在经过一次烧结的充分生长发育，在进行二次烧结时，莫来石生长驱动力继续增强，因此莫来石的尺寸会发生进一步长大，长径比减小，从而能够进一步改善成品的耐压性能；

其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1-1.5:10；

所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃混合而成。本发明通过以聚乙烯醇与水玻璃作为基料的粘结剂，聚乙烯醇与水玻璃之间能够通过共价键作用结合,形成了均匀的有机无机杂化结构，能够让基料之间结合的更加紧密，便于后续压制成型。

所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为6-8:15-20；采用的煤矸石复合粉的粒度为100目，煤矸石复合粉由煤矸石粉与夕线石粉混合而成，其中，夕线石粉占煤矸石复合粉质量的15%；采用单纯的煤矸石制成的陶瓷过滤器瓷性能不够理想,因此，本发明通过通过引入一定量的夕线石粉作为强化，能够得到性能更加优异的复相多孔陶瓷；

所述杂化碳化硅制备方法为：

首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；

将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；

分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌20-30min，然后进行过滤，置于400-500℃下进行煅烧处理30-40min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅；

经过两次烧结的结合，制备的陶瓷过滤筛组织致密度最高、稳定效果最好，通过杂化碳化硅，不仅能够提高孔隙率，同时对基体具有良好的相变增韧效果，从而提高了陶瓷过滤筛的力学性能，通过力学性能的大幅度提升，能够使得陶瓷过滤筛的耐用性得到明显的提高，使用寿命具有明显的延长；

本发明采用的碳化硅粒度为650目、六方氮化硼粒度为400目、碳酸钙粒度为400目。

所述有机溶剂为苯乙烯。

所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。

所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4-4.5；

所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:12-15。

所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2-2.5质量比例混合而成。

所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

为了提高分散效率，还可以引入一定量的分散剂，可以采用聚丙烯酰胺作为分散剂，来提高分散效率，聚丙烯酰胺添加量占煤矸石复合粉质量的5%；

陶瓷过滤网孔眼数：标准孔眼，4-7个/25mm；

本发明陶瓷过滤网的过滤能力（过滤网面积按80cm²计算）：球墨铸铁浇注量250-280kg/每个陶瓷过滤网；

灰铸铁浇注量460-500kg/每个陶瓷过滤网；

夕线石粉化学组成：

表1

煤矸石粉化学组成：

表2

以下为具体实施例：

实施例1

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；其中，压模的压力为12MPa；压模时间为30min。其中，压模后干燥温度为100℃，干燥时间为35min。烧结，为在电阻炉中进行烧结，一次烧结温度为1370℃，保温时间为10min，然后进行升温，二次烧结，二次烧结温度为1490℃，保温时间为25min。其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1:10；所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为6:15；采用的煤矸石复合粉的粒度为100目，煤矸石复合粉由煤矸石粉与夕线石粉混合而成，其中，夕线石粉占煤矸石复合粉质量的15%；所述杂化碳化硅制备方法为：首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌20min，然后进行过滤，置于400℃下进行煅烧处理30-40min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅；本发明采用的碳化硅粒度为650目、六方氮化硼粒度为400目、碳酸钙粒度为400目。所述有机溶剂为苯乙烯。所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4；所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:12。所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2质量比例混合而成。所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

实施例2

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；其中，压模的压力为15MPa；压模时间为30min。其中，压模后干燥温度为100℃，干燥时间为35min。烧结，为在电阻炉中进行烧结，一次烧结温度为1400℃，保温时间为10min，然后进行升温，二次烧结，二次烧结温度为1510℃，保温时间为25min。其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1.2:10；所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为7:16；采用的煤矸石复合粉的粒度为100目；所述杂化碳化硅制备方法为：首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌25min，然后进行过滤，置于430℃下进行煅烧处理35min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅；本发明采用的碳化硅粒度为650目、六方氮化硼粒度为400目、碳酸钙粒度为400目。所述有机溶剂为苯乙烯。所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4.2；所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:13。所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2.1质量比例混合而成。所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

常温耐压强度测试：

将实施例2试样制成φ40mm×4mm的试件，然后进行常温耐压强度测试，参照GB/T5072—2008标准进行：

表2

通过表2可以看出，在一定的温度下通过进行一次烧结处理，能够提高陶瓷过滤筛的常温耐压强度，过高或者过低的一次烧结温度，反而会影响其烧结过程中耐压强度的增长潜力，导致最终成品的常温耐压强度降低。

实施例3

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；其中，压模的压力为17MPa；压模时间为30min。其中，压模后干燥温度为100℃，干燥时间为35min。烧结，为在电阻炉中进行烧结，一次烧结温度为1390℃，保温时间为10min，然后进行升温，二次烧结，二次烧结温度为1520℃，保温时间为25min。其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1.3:10；所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为7.5:18；采用的煤矸石复合粉的粒度为100目；所述杂化碳化硅制备方法为：首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌25min，然后进行过滤，置于460℃下进行煅烧处理35min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅；本发明采用的碳化硅粒度为650目、六方氮化硼粒度为400目、碳酸钙粒度为400目。所述有机溶剂为苯乙烯。所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4.2；所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:13。所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2.3质量比例混合而成。所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

实施例4

一种铸造铁水用陶瓷过滤筛，包括：以杂化碳化硅和煤矸石复合粉为基料，与水、粘结剂进行混合后，再进行研磨，得到浆料，经过压模，干燥，脱模，烧结，得到所述陶瓷过滤筛；其中，压模的压力为20MPa；压模时间为30min。其中，压模后干燥温度为100℃，干燥时间为35min。烧结，为在电阻炉中进行烧结，一次烧结温度为1410℃，保温时间为10min，然后进行升温，二次烧结，二次烧结温度为1530℃，保温时间为25min。其中，杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为1.5:10；所述杂化碳化硅和煤矸石复合粉混合质量比为2:5；采用的煤矸石复合粉的粒度为100目；所述杂化碳化硅制备方法为：首先，将碳化硅进行干燥处理，再将六方氮化硼、碳酸钙进行干燥处理；将乙烯基树脂添加到有机溶剂中，搅拌均匀，得到浸渍液；分别将碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙依次添加到浸渍液中，进行搅拌30min，然后进行过滤，置于500℃下进行煅烧处理40min，自然冷却至室温后，进行粉碎，过筛，得到杂化碳化硅；本发明采用的碳化硅粒度为650目、六方氮化硼粒度为400目、碳酸钙粒度为400目。所述有机溶剂为苯乙烯。所述浸渍液中乙烯基树脂质量分数为25%。所述碳化硅、六方氮化硼、碳酸钙混合质量比为15:1：4.5；所述碳化硅、浸渍液混合质量比为1:15。所述粘结剂为聚乙烯醇与水玻璃按5:2.5质量比例混合而成。所述基料、水与粘结剂混合质量比为3:1.2:0.5。

试验：

孔隙率测试：

将φ40mm×4mm的实施例试样在干燥状态下的质量，记录m1，采用阿基米德煮沸法煮沸2h，然后在进行冷却到室温，排出试样内部空气，在室温下测得湿重m2和饱和试样悬浮在液体中的质量m3，然后计算孔隙率：

W=（m2-m1）/(m2-m3)×100%；

其中，W为孔隙率（%）；

表3

由表3可以看出，本发明制备的陶瓷过滤筛具有较高的孔隙率，孔隙率的提高，能够提高其对铁水的过滤性能。

以实施例2为基础试样，对比，不同一次烧结温度，对于试样（φ40mm×4mm）常温耐压强度影响。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求等同物限定。