Geschäumte Keramikfilter zeichnen sich durch eine einzigartige, dreidimensionale, vernetzte, gekrümmte Maschenstruktur mit einer Porosität von 80–90 % und einer Filtrationseffizienz von bis zu 90 % aus. Dies reduziert den Gussausschuss und den Bedarf an Schweißnahtreparaturen erheblich, vereinfacht das Anguss-System, verbessert die metallografische Struktur, erhöht die Ausbeute und Produktionseffizienz des Gießprozesses und steigert die innere Qualität, die Verarbeitungseigenschaften und die Bearbeitbarkeit der Gussteile. Seit der erfolgreichen Entwicklung geschäumter Keramikfilter für Aluminiumguss in den 1970er-Jahren hat sich die Filtrationstechnologie rasant weiterentwickelt und findet Anwendung in der Gießereiindustrie. Im 21. Jahrhundert ist der Einsatz geschäumter Keramikfilter auch bei Gussteilen wie Gusseisen zunehmend ausgereift.

Aluminiumlegierungen finden breite Anwendung im Transportwesen, in der Schifffahrt und in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere als Leichtbau-Schlüsselkomponenten in Automobilen, Flugzeugen und Schiffen, wo sie unverzichtbar sind. Angesichts der neuen industriellen Gegebenheiten ist die Entwicklung hochwertiger Aluminiumlegierungen dringend erforderlich. Die Förderung des Einsatzes von Filtrationstechnologien in der Guss- und Blockfertigung von Aluminiumlegierungen ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Produktqualität und die Reduzierung von Ausschuss. Xinda Foam Ceramic Filters ist seit vielen Jahren im Bereich der Aluminiumlegierungsfiltration tätig und hat eine Reihe von Produkten speziell für die Herstellung hochwertiger Aluminiumlegierungen entwickelt. Ob hochpräzise Aluminiumlegierungsgussteile für die Luft- und Raumfahrt oder Leichtbaukomponenten für die Automobilindustrie – das Unternehmen bietet maßgeschneiderte Filtrationslösungen und unterstützt Firmen bei der effizienten Massenproduktion hochwertiger Aluminiumlegierungsprodukte.

Der Filtrations- und Reinigungsmechanismus von Schaumkeramikfiltern

1) Gleichrichtungsmechanismus: Durch das Einbringen eines Schaumkeramikfilters in das Gießsystem erhöht sich der Strömungswiderstand des flüssigen Metalls. Das flüssige Metall ändert seinen Fließzustand im Gießsystem, wodurch es langsamer in den Formhohlraum fließen kann. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit von Wirbeln und wandelt turbulente Strömung in laminare Strömung um, was zu einer gleichmäßigen Füllung führt.

2) Mechanisches Sieben: Geschmolzenes Metall enthält zahlreiche Oxideinschlüsse, Schlacke und andere große Verunreinigungen. Durch die Auswahl eines Schaumkeramikfilters mit geeigneter Porengröße lassen sich viele dieser Einschlüsse mechanisch abtrennen.

3) Kuchenmechanismus: Dank seiner dreidimensionalen Maschenstruktur kann der Schaumkeramikfilter Schlacke effizient mechanisch zurückhalten. Viele Einschlüsse, die größer als die Filterporen sind, werden am Filtereinlass aufgefangen. Mit zunehmender Anzahl der aufgefangenen Einschlüsse bildet sich am Filtereinlass ein Filterkuchen aus großen Einschlüssen. Dieser Filterkuchen verengt den Flüssigkeitsstrom und fängt so teilweise auch Einschlüsse ab, die kleiner als die Filtermaschenweite sind. Nicht schwimmende Schlacke wird vom Filter zurückgehalten, wodurch selbst eine Filterfunktion entsteht – es handelt sich also um eine bidirektionale Filtration.

4) Adsorptionsmechanismus: Schaumkeramische Filter weisen eine große Oberfläche auf, die die Adsorption einer Vielzahl feiner Einschlüsse begünstigt. Der Schmelzmetallstrom wird durch den Filter in kleine Teilströme zerlegt, wodurch die Kontaktfläche zwischen Schmelzmetall und Filtermedium vergrößert wird. Viele kleine Einschlüsse werden aufgrund von Anziehungskräften am Filter adsorbiert. Diese Adsorption ist hauptsächlich eine nicht-selektive, mehrschichtige physikalische Adsorption, sodass sich die Einschlüsse Schicht für Schicht am Filterrahmen anlagern, bis es zur Verstopfung kommt.

Anwendung von Schaumkeramikfiltern für Aluminiumlegierungen

1. Kleine und mittelgroße Filter für Gussformen

Schaumkeramische Filter für Aluminiumlegierungen sind hauptsächlich Aluminiumoxidfilter, bei denen Aluminiumoxid das Hauptfeuerfestmaterial ist. Die Betriebstemperatur liegt üblicherweise unter 1150 °C. Aluminiumoxid-Schaumkeramische Filter sind als kleine Filter für Gussteile und als Keramikfilterplatten erhältlich. Kohlenstoffhaltige Schaumkeramische Filter, deren Hauptbestandteil Graphit ist, können ebenfalls zur Filtration von Aluminiumlegierungsgussteilen eingesetzt werden. Sie zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht und ihren sehr niedrigen Wärmespeicherkoeffizienten aus, was ein schnelles Aufheizen des flüssigen Aluminiums beim Gießen ermöglicht. Sie eignen sich jedoch nicht für Anwendungen, die ein Vorwärmen des Filters vor dem Gießen erfordern. Filter für Gussteile haben im Allgemeinen einen Durchmesser von unter 200 mm, eine Seitenlänge von 40–200 mm, eine Dicke von 10–30 mm und eine Porengröße von 10–40 µm pro Zoll (ppi).

2. Schaumkeramische Filterplatten: Gängige Spezifikationen und Filtrationskapazitäten für schäumkeramische Filterplatten sind wie folgt: Die Abmessungen der Filterplatten liegen üblicherweise zwischen 200 und 600 mm (9–23 Zoll), mit einer Standardporengröße von 10–30 µm pro Zoll (ppi). Bei hochwertigen Gussteilen, Aluminiumfolien oder -platten können Porengrößen von 40–90 µm pro Zoll erreicht werden. Filter mit ultrafeinen Porengrößen sind besonders effektiv bei der Abscheidung von Einschlüssen und der Adsorption kleinster Partikel und werden häufig bei der Herstellung von Aluminiumprofilen, Aluminiumfolien und Aluminiumlegierungen eingesetzt. 

Die Praxis hat gezeigt, dass die Filtrationstechnologie eine entscheidende Rolle bei der Entfernung von Einschlüssen aus flüssigem Metall spielt. Sie verbessert die innere Struktur und Bearbeitbarkeit von Gussteilen, erhöht die Ausbeute, die Durchlaufrate und die mechanischen Eigenschaften und senkt die Gesamtkosten der Gussherstellung. Angesichts der kontinuierlich steigenden Produktion und Qualität von Nichteisenmetallguss in China werden Schaumkeramikfilter eine immer wichtigere Rolle bei der Verbesserung der Gussqualität und -ausbeute spielen. Nach jahrzehntelanger Entwicklung hat sich die Schaumkeramikindustrie in China zu einem Komplettsystem von der Forschung bis zur Produktion entwickelt. Xinda produziert mit fortschrittlichen Produktionsprozessen und einem strengen Qualitätskontrollsystem verschiedene Filter für Nichteisenmetalle, Gusseisen und Stahlguss. Diese Filter erfüllen nicht nur die hohen Produktionsanforderungen inländischer Kunden, sondern werden auch in über 20 Länder und Regionen exportiert, darunter Russland und Südostasien. Ihre stabile und zuverlässige Qualität hat ihnen weltweit Anerkennung eingebracht. Xinda stellt die Kundenbedürfnisse stets in den Mittelpunkt und bietet neben qualitativ hochwertigen Filtrationsprodukten auch umfassende Dienstleistungen wie Softwaresimulation, technische Beratung vor Ort und kundenspezifische Forschung und Entwicklung an, um Unternehmen bei der Optimierung ihrer Filtrationsprozesse, der Senkung der Produktionskosten und der Erreichung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung zu unterstützen.