فیلترهای سرامیکی

در انواع عملیات ریخته گری فلزات مرحله فیلتراسیون برای خارج کردن ناخالصی ها و بهبود کیفیت قطعه نهایی مورد نیاز است، براساس نوع عملیات مورد نظر فیلتر ممکن است در دمای بالا و یا در یک محیط خورنده مورد استفاده قرار گیرد.بنابراین فیلترهایی با مقاومت دمایی و خوردگی بالا مورد نیاز است. فیلترهای سرامیکی دارای این خصوصیات هستند و کاربردهای بسیار گسترده ای پیدا کرده اند، یکی از عمده ترین موارد مصرف آنها به عنوان فیلتر مذاب در فیلتراسیون مذاب فلزات حین ریخته گری انواع قطعات است. از دیگر کاربردهای آنها می توان به عنوان مثال به فیلتراسیون گاز خروجی از اگزوز موتورهای دیزل اشاره کرد.
فیلترهای مصرفی در صنایع ریخته گری فلزات معمولا به دوصورت فیلترهای فومی و سلولی هستند و در این میان 75 درصد مصرف سالیانه را در امریکا فیلترهای فومی به خود اختصاص میدهند و این امر به دلیل ریخته گری فلزات معرفی گردید و در انواع مختلف از نظر اندازه حفرات، شکل و ترکیبات مختلف موجود می باشند که بسته به شرایط کاربرد نوع مناسب آن انتخاب میگردد.
وجود ناخالصی های غیرفلزی یکی از شایع ترین عیوبی است که ریخته گران فلزات با آن مواجه هستند. حضور این ناخالصی اثر مخربی روی سطح نهایی قطعه ریخته گری شده، خواص مکانیکی و خواص ماشین کاری آن می گذارند به حدی که یک جابجایی شدید و یابسته بندی محکم میتواند باعث تخریب قطعه شود.
به طور ایده ال استفاده از فیلترهای سرامیکی به این معناست که سیستم تغذیه میتواند برای هدف اصلی خود که رهایی قطعات از حفره های ریخته گری است مورد استفاده قرار گیرد، درحالی که آخال زدایی توسط فیلترها کنترل میشود برای اینکه یک قطعه بدون آخال بدست آید و همچنین بازده کار افزایش یابد.
عمده ترین نقش فیلتر در صنعت متالورژی خارج کردن ناخالصی های مذاب فلز قبل از ورود به قالب است. ناخالصی موجود در مذاب فلز باعث گسستگی در ساختار قطعه ریخته شده میشود و خواص مکانیکی و ماشینکاری قطعه را کاهش میدهد.

موارد مصرف و کاربرد

فیلتر های فومی سرامیکی در محدوده وسیعی از ترکیبات مختلف اکسیدی و غیر اکسیدی تولید و مصرف می شوند مانند: سیلیکون کاربیدی- آلومینایی – مولایتی- زیرکونیایی – اسپینلی
لازم به ذکر است که هرکدام از این ترکیبات برای کاربرد خاص خود مورد استفاده قرار میگیرد، به عنوان مثال فیلترهای آلومینایی برای مذاب الومینیوم، مولایتی برای سوپرآلیاژ ها و سیلیکون کاربیدی برای مذاب چدن مورد استفاده قرار میگیرند، که به دلیل مصرف بیشتر چدن در صنعت متالورژی فیلترهای فومی سیلیکون کاربیدی نسبت به سایر انواع مصرف گسترده تری دارند.

در حالت کلی و از دیدگاه کلان هدف از اجرای طرح تولید فیلترهای سرامیکی در داخل کشور، جلوگیری از خروج ارز و ایجاد اشتغال است.

خواص مورد نیاز برای مواد فوم فیلتر:

1-    مقاومت به شوک حرارتی: مواد در طی پیش گرمایش یا تماس با مذاب نباید دچار ترک یا ورقه ورقه شدن شود. مواد باید انبساط حرارتی پایین داشته باشند.
2-    مقاومت به خوردگی: مواد فیلتر نباید در حین استفاده واکنش اساسی بدهد و توسط مذاب آلومینیم یا آلیاژهای آن نباید تر شود.
3-    سطح فیلتر باید نسبت به سرباره lyophilic و نسبت به مذاب فلزات lyophobic باشد.
4-    پیوند و استحکام فشاری مناسب
5-    صرفه اقتصادی
6-    غیر سمی بودن مواد بعد از استفاده
7-    دانسیته پایین یا وزن سبک برای کاربرد آسانتر.

اهمیت استراتژیکی کالا در دنیای امروز

در حال حاضر میزان فروش فیلتر های مذاب در جهان از مرز 2میلیارد دلار گذشته است و همچنان رو به افزایش است. صنعت ریخته گری فلزات ششمین صنعت بزرگ در امریکا است و سالانه به تنهایی 80 بیلیون دلار به اقتصاد این کشور کمک میکند. باتوجه به گستردگی صنایع ریخته کری ایران و کارخانه های عظیم ریخته گری برای انواع صنایع و مخصوصا خودروسازان استفاده از فیلترهای سرامیکی بسیار شایع و عدم تامین اینگونه از فیلتر ها از خارج از کشور می تواند صدمات زیادی به خودروسازان و صنایع ریخته گری وارد سازد.