熔体过滤净化(melt purification by filtering)

熔体通过多孔物体时固态杂质被阻留在多孔物体的表面而获得净化作用的熔体炉外净化方法。按净化机理熔体过滤净化可分为机械净化和物理化学净化两种。机械净化主要靠过滤介质的阻挡作用、使熔体中的固体非金属夹杂物在流体压力、自身重力、惯性力和摩擦力的作用下被阻截，沉积在介质表面上而同熔体分离。物理化学净化主要是靠介质表面的吸附作用，包括范德瓦尔斯(Van de Waals)力和静电力等把固体夹杂吸附、滞留在介质表面。在这两种机制的作用下，熔体通过一定厚度的过滤介质时。由于流速的变化以及冲击或反流作用、杂质较容易被分离掉。通常过滤介质的孑L隙越小、厚度越大和熔体流速越低，净化效果越好。根据采用过滤介质的不同，过滤方法分网状过滤法、颗粒状过滤法和多孔陶瓷过滤法。

网状过滤法       用玻璃丝或耐热金属丝制成的过滤网，安装在铸造流道前，靠机械阻挡作用分离较大颗粒的夹杂物。这种过滤器结构简单、制造方便、成本低，但只能滤掉尺寸较大的夹杂，对尺寸小的夹杂无效，而且过滤网只能使用一次，容易破损。

颗粒状过滤法     由不同材料(熔剂、耐火材料、陶瓷等)、不同形状(球形、块状、片状等)、不同尺寸的过滤介质组成过滤床，熔体流过过滤床时受过滤介质的机械阻挡、吸附和溶解作用滤掉杂质而得到净化。

多孔陶瓷过滤法       包括微孔陶瓷管过滤和泡沫陶瓷板过滤两种。两者过滤机理相同，均属深层过滤机制。携带非金属夹杂的熔体流过介质曲折多变的孔道时，固体夹杂受到介质的机械阻挡和表面的吸附作用，绝大部分被滞留在介质的孔洞内，使熔体净化。微孔陶瓷管是20世纪60年代开发的过滤方法，气孔率较小(<50％)。能滤去尺寸为6～8μm的固体夹杂。尺寸更小的固体夹杂则保留在熔体中可做为结晶核心，细化晶粒。此法操作简单可靠，但装置较复杂，使用时要加热，成本较高。泡沫陶瓷板是80年代问世的新型过滤材料，气孔率较大(>80％～90％)，熔体通过所需的初始压头很低，过滤效率高，可捕捉2μm的微小杂质。过滤装置如图所示。此法突出优点是成本低，使用方便、净化效果好。