بررسي تاثير عوامل مهم در ساخت فيلترهاي فومي سراميكي بر پايه كاربيد سيليسيم بمنظور كاربرد در صنايع ريخته‌گري چدن

Investigation of effective Parameters on Fabrication of Silicon Carbide Ceramic Foam Filters to Application in Cast Iron Foundries

يكي از موثرترين روش‌هاي حذف آخال و ناخالصي‌ها در ريخته‌گري فلزات كاربرد فيلترهاي متخلخل سراميكي است. اين فيلترها در سامانه راهگاهي مي‌توانند سرباره، انواع آخال‌ها و ذرات خارجي را از مذاب خارج كنند. در اين پژوهش، بمنظور ساخت فيلترهاي فومي سراميكي بر پايه كاربيد سيليسم از روش غوطه‌وري اسفنج پليمري از جنس پلي‌اورتان در دوغاب سراميكي استفاده شد. دوغاب سراميكي حاوي ذرات ريز در حد ميكرون و زير ميكرون كاربيد سيليسيم، آلومينا، بال‌كلي و زيركن بود. افزودني‌هاي ديگر مانند سيليس كلوييدي و كربوكسي متيل سلولز براي افزايش خاصيت چسب و ايجاد تيكسوتروپي به دوغاب اضافه شدند. پس از ساخت فيلترها ويژگي هاي مكانيكي و ريز ساختاري فيلترها مورد بررسي قرار گرفت. بوجود آمدن فاز مولايت در كنار فاز كاربيد سيليسيم در ريزساختار فيلترها يكي از عوامل استحكام بخشي و افزايش ديرگدازي است كه به وسيله آزمون پراش اشعه ايكس ب‌وجود آمدن اين فازها اثبات شد. براي مقايسه عملكرد فيلتر داخلي با فيلترهاي وارداتي مذاب چدن نشكن از فيلترها عبور داده شد و دانسيته قطعات ريختگي مقايسه گرديد. نتايج نشان ‌دادند كه فيلتر داخلي عملكردي نزديك به فيلتر خارجي دارد. بررسي ريزساختار به وسيله تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان داد كه فازهاي سراميكي كاربيد سيليسم و مولايت به صورت پراكنده و كاملاً هموژن در داخل ريز ساختار فيلترها تشكيل شده‌اند

One of the most effective methods to remove inclusions and impurities in metals foundry are the use of porous ceramic filters. In the gating system these filters can remove slags and other types of inclusions and contaminants from melt. In order to make silicon carbide-based ceramic foam filters SiC-(CFF) in the research, we used Polyurethane sponge in ceramic slurry by replica method. Ceramic slurry contain silicon carbide, alumina, ball clay and zircon fine particles in the micron and sub-micron size. To increase the adhesive properties and create thixotropic behavior, other additives such as colloidal silica and carboxymethyl cellulose (CMC) were added to slurry. After making the filters, mechanical and microstructure properties of them were studied. Mullite phase along silicon carbide phase formation in microstructure of filters, is one of the reasons that causes increasing in compressive strength and refractoriness. Existance of, these phases was proved by XRD analysis. Finally to compare the performance of these filters with the imported one, molten ductile iron passed through them and the density of the castings was studied. Results showed that disperse and completely homogenized that these filters performances are as good as the imported ones. Microstructure studies by SEM showed silicon carbide and mullite ceramic phases formed in microstructures of the filters.