Siliziumkarbid-Schaumstofffilter
Siliziumkarbid-Schaumstofffilter
Porosity: 80%-90%
Cell Size: 7-45 PPI
Oder senden Sie uns eine E-Mail an sales@heegermaterials.com.
Silicon Carbide Foam Filter Data Sheet
|
Referenz-Code: |
HM3012 |
|
Chemical Composition: |
SiC, Al2O3, SiO2 |
|
Porosity: |
80%-90% |
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Pore Size: |
7-45 PPI |
|
Operating Temperature: |
≤1500℃ |
|
Volume Density: |
0.4-0.5 g/cm3 |
|
Room Temperature Bending Strength: |
0,8 MPa |
|
Room Temperature Compression Strength: |
1.0 MPa |
|
Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks: |
1100℃ to room temperature, 6 times |
Silicon Carbide Foam Filter Description
Silicon Carbide Foam Filter is an effective molten metal filter with a unique porous structure, effectively removing impurities and gases from molten metal and improving the casting quality. It offers excellent high-temperature resistance (up to 1500℃), chemical resistance, and high mechanical strength, making it ideal for filtering aluminum, copper, iron, etc. The common porosities are 10 PPI, 20 PPI, 30 PPI, and 40 PPI. Fortgeschrittene Keramik Nabe supports customized solutions in sizes, thicknesses, and pore sizes for diverse industry and research applications.
Silicon Carbide Foam Filter Specifications
Abmessungen (mm) |
Area (mm²) |
Porosity Rate (10/15ppi) |
Porosity Rate (20ppi) |
Porosity Rate (30ppi) |
|
Length×Width×Thickness |
40×40×11, 13, 15, 22 |
1600 |
✓ |
✓ |
✓ |
50×50×11, 13, 15, 22 |
2500 |
✓ |
✓ |
||
50×75×13, 15, 22 |
3750 |
✓ |
✓ |
||
50×100×15, 22 |
5000 |
✓ |
✓ |
||
55×55×22 |
3025 |
✓ |
|||
60×60×22 |
3600 |
✓ |
✓ |
||
75×75×22 |
5625 |
✓ |
✓ |
||
75×100×22 |
7500 |
✓ |
|||
100×100×22 |
10000 |
✓ |
✓ |
||
100×150×22 |
15000 |
✓ |
✓ |
||
150×150×22 |
22500 |
✓ |
|||
Diameter×Thickness |
Φ 40×15 |
1526 |
✓ |
||
Φ 40×22 |
1526 |
✓ |
|||
Φ 50×13, 15 |
1923 |
✓ |
|||
Φ 50×22 |
1923 |
✓ |
|||
Φ 60×18 |
2826 |
✓ |
|||
Φ 60×22 |
2826 |
✓ |
|||
Φ 70×22 |
3847 |
✓ |
|||
Φ 1000 ×22 |
31400 |
✓ |
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How to Choose the Right Size of the Silicon Carbide Foam Filter?
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Alloy / Process |
Unit Surface Area Iron Quantity / R (kg/cm²) |
|
Gray Iron, Copper-Aluminum Alloy |
3.2 ~ 4.2 |
|
Spheroidal Graphite Iron |
1.6 ~ 2.1 |
|
Chilled Cast Iron |
0.8 |
|
In-Mold Pregnant |
0.8 |
- Calculate the required effective surface area of the filter (area through which molten metal flows) using the formula S=G/R, where G is the total molten metal to be filtered, and R is the filter’s filtration capacity per unit area.
- Verify the effective area against the flow restriction area of the pouring system. The recommended ratio is 1:3 for ductile iron, and 1:2 for gray iron and nodular cast iron.
- Add the support edge area (typically 5-15 mm) to determine the total filter area needed, then choose the filter size and quantity based on the total area and model specifications.
- Alternatively, filter size and quantity can be determined by considering the molten metal weight, the number of inner runners, the filtration capacity, and the filter specifications.
- Thicker filters offer better strength and efficiency, but at a higher cost. For optimal performance, recommended thicknesses are: 15-22 mm for 40-75 mm size, 22-25 mm for 75-120 mm size, 25-30 mm for 120-150 mm size, and 30-40 mm for sizes above 150 mm.
How to Choose a Suitable Pore Size of the Silicon Carbide Foam Filter?
The selection of the silicon carbide foam filter’s pore size mainly depends on the material of the molten metal, pouring temperature, casting size, and the purity of the molten metal. Since different molten metal materials have varying flow characteristics, the choice of pore size can differ significantly.
- Ductile iron castings typically use 10 PPI or 15 PPI products.
- Gray iron and cast copper generally use 15 PPI or 20 PPI products.
- Aluminum alloy castings commonly use 20 PPI or 30 PPI products.
- Nodular cast iron typically uses 30 PPI products.
Silicon Carbide Foam Filter Filtration Capacity
Size (mm) |
10ppi |
20ppi |
30ppi |
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Filter Capacity (kg) |
Flow Rate (Kg/s) |
Filter Capacity (kg) |
Flow Rate (kg/s) |
Filter Capacity (kg) |
Flow Rate (kg/s) |
|
Grey Iron |
Grey Iron |
Grey Iron |
Grey Iron |
Grey Iron |
Grey Iron |
|
40×40×15 |
64 |
4 |
50 |
3 |
42 |
2 |
40×40×22 |
64 |
4 |
50 |
3 |
42 |
2 |
50×30×22 |
60 |
4 |
47 |
3 |
40 |
2 |
50×50×15 |
100 |
6 |
78 |
3.5 |
66 |
3 |
50×50×22 |
100 |
6 |
78 |
3.5 |
66 |
3 |
60×60×15 |
144 |
9 |
112 |
6 |
95 |
5 |
75×50×22 |
150 |
9 |
116 |
6 |
99 |
5 |
75×75×22 |
220 |
14 |
175 |
10 |
149 |
8 |
100×50×22 |
200 |
12 |
155 |
9 |
133 |
7 |
100×75×22 |
300 |
18 |
232 |
13 |
199 |
11 |
100×100×22 |
400 |
24 |
310 |
18 |
265 |
15 |
150×150×22 |
900 |
54 |
698 |
40 |
596 |
33 |
200×200×30 |
1600 |
95 |
1240 |
58 |
1060 |
48 |
Dia 40×22 |
40 |
3 |
39 |
2 |
33 |
2 |
Dia 50×22 |
70 |
4.5 |
61 |
4 |
52 |
3 |
Dia 60×22 |
100 |
6.5 |
88 |
5 |
75 |
4 |
Dia 70×22 |
150 |
8.8 |
119 |
7 |
102 |
6 |
Dia 75×22 |
170 |
10 |
137 |
8 |
117 |
6.5 |
Dia 80×22 |
200 |
11 |
156 |
9 |
133 |
7 |
Dia 90×22 |
240 |
14 |
197 |
11 |
169 |
9 |
Dia 100×22 |
280 |
17 |
243 |
14 |
208 |
12 |
Dia 125×22 |
400 |
24 |
380 |
22 |
325 |
18 |
Dia 150×22 |
700 |
38 |
548 |
32 |
468 |
26 |
Dia 200×30 |
1240 |
67 |
973 |
56 |
832 |
46 |
Silicon Carbide Foam Filter Features
- High Thermal Stability: Can withstand high temperatures (up to 1500℃), making them suitable for molten metal filtration.
- Hohe Festigkeit: Offers excellent mechanical strength, ensuring durability during metal pouring.
- Good Filtration Efficiency: Effectively filters out impurities, improving metal quality.
- Low Pressure Drop: Ensures smooth molten metal flow while minimizing pressure loss.
- Korrosionsbeständigkeit: Resistant to corrosion from molten metals, extending filter life.
- Lightweight and Easy Handling: Despite their strength, they are lightweight and easy to handle.
- Porosity Control: Can be manufactured with controlled porosity for specific filtration needs.
Silicon Carbide Foam Filter Applications
- Metallurgy: Used in foundries to filter molten metals like iron, steel, and non-ferrous alloys, improving metal purity and casting quality.
- Casting: Used to refine the quality of castings, reduce defects like porosity, and enhance surface finish.
- Stahlindustrie: Helps in manufacturing high-quality steel by filtering molten steel before casting.
- Aluminum Casting: Widely used in aluminum and its alloys to remove impurities and improve casting integrity.
- Autoindustrie: Used in producing components such as engine blocks and other vehicles’ cast parts
Materialeigenschaften von Siliziumkarbid
Siliziumkarbid-Sorten
Reaktionsgebundenes Siliciumcarbid (RBSiC) wird durch Mischen von SiC, Kohlenstoff und Bindemittel und anschließendes Infiltrieren mit Silicium bei hoher Temperatur hergestellt. Durch das Dampfphasenverfahren wird das freie Silizium auf unter 10% reduziert, was die Leistung verbessert. Das Ergebnis ist ein Silizium-Siliziumkarbid-Verbundwerkstoff (SiSiC), nicht reines SiC.
SiC-Pulver + C-Pulver + Bindemittel gemischt → Formgebung → Trocknung → Schutzatmosphäre zur Entgasung → Hochtemperatur-Siliziuminfiltration → Nachbearbeitung.
Reaktionsgebundenes SiC Vorteile:
- Niedrige Sintertemperatur
- Niedrige Produktionskosten
- Hohe Materialverdichtung
- Das Gerüst aus Kohlenstoff und Siliziumkarbid kann in jede beliebige Form vorbearbeitet werden
- Die Schrumpfung während des Sinterns liegt innerhalb von 3%, was die Kontrolle der Abmessungen erleichtert.
- Deutliche Verringerung des Nachbearbeitungsbedarfs, ideal für große, komplexe Bauteile
Reaktionsgebundenes SiC Nachteile:
- Restliches freies Silizium im Sinterkörper nach der Bearbeitung
- Geringere Festigkeit im Vergleich zu Produkten aus anderen Verfahren
- Geringere Verschleißfestigkeit
- Freies Silizium ist nicht korrosionsbeständig gegenüber alkalischen Substanzen und starken Säuren (z. B. Flusssäure)
- Eingeschränkte Nutzung aufgrund von Korrosionsanfälligkeit
- Die Hochtemperaturfestigkeit wird durch freies Silizium beeinträchtigt
- Die typische Einsatztemperatur ist auf unter 1350-1400°C begrenzt.
Drucklos gesintertes Siliciumcarbid bezeichnet das Verdichtungssintern von Proben unterschiedlicher Form und Größe bei 2000-2150°C ohne Anwendung von äußerem Druck und unter Verwendung einer Inertgasatmosphäre durch Zugabe geeigneter Sinteradditive. Der Sinterprozess kann in Festphasensintern (SSiC) und Flüssigphasensintern (LSiC) unterteilt werden.
Eigenschaften von festphasig gesintertem SiC (SSiC):
- Hohe Sintertemperatur: Erfordert eine hohe Sintertemperatur (>2000°C).
- Hohe Reinheitsanforderung: Die Rohstoffe müssen von hoher Reinheit sein.
- Niedrige Bruchzähigkeit: Der gesinterte Körper hat eine geringere Bruchzähigkeit und neigt zu transgranularem Bruch.
- Saubere Korngrenzen: Es gibt praktisch keine flüssige Phase, und die Korngrenzen sind relativ “sauber”.”
- Stabile Hochtemperaturfestigkeit: Die Hochtemperaturfestigkeit bleibt bis zu 1600°C ohne wesentliche Veränderungen stabil.
- Wachstum des Getreides: Bei hohen Temperaturen ist das Kornwachstum leicht, was zu einer schlechten Korngleichmäßigkeit führt.
- Hohe Rissempfindlichkeit: Das Material ist sehr empfindlich gegenüber der Rissfestigkeit.
Eigenschaften von flüssigphasengesintertem SiC (LSiC):
- Niedrigere Sintertemperatur: Im Vergleich zum Festkörpersintern ist die Sintertemperatur niedriger.
- Kleinere Korngröße: Die Korngröße ist kleiner und die Körner sind gleichmäßiger.
- Verbesserte Bruchzähigkeit: Durch die Einführung einer flüssigen Phase an den Korngrenzen verlagert sich der Bruchmodus auf interkristallinen Bruch, was die Bruchzähigkeit erheblich verbessert.
- Additiver Einfluss: Verwendet mehrkomponentige eutektische Oxide (z. B. Y2O3-Al2O3) als Sinterhilfsmittel, die die Verdichtung fördern.
- Reduzierte Rissempfindlichkeit: Das Flüssigphasensintern verringert die Empfindlichkeit des Materials gegenüber der Rissfestigkeit.
- Geschwächte Grenzflächenhaftung: Die Einführung der flüssigen Phase schwächt die Bindungsstärke an den Korngrenzen.
Drucklos gesintertes Borcarbid verbindet hohe Reinheit mit den hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Borcarbid für den Einsatz in ballistischen Panzerungen und in der Halbleiterfertigung.
Heißgepresstes SiC Vorteile:
- Ermöglicht das Sintern bei niedrigeren Temperaturen und kürzeren Zeiten, was zu feinen Körnern, hoher relativer Dichte und guten mechanischen Eigenschaften führt.
- Das gleichzeitige Erhitzen und Pressen erleichtert die Partikelkontaktdiffusion und den Stoffaustausch.
- Geeignet für die Herstellung von Siliziumkarbidkeramik mit guten mechanischen Eigenschaften.
Heißgepresstes SiC hat Nachteile:
- Die Ausrüstung und das Verfahren sind komplex.
- Hohe Anforderungen an den Formstoff.
- Begrenzt auf die Herstellung einfach geformter Teile.
- Geringe Produktionseffizienz.
- Hohe Produktionskosten.
Rekristallisiertes Siliziumkarbid (RSiC) ist eine reine Siliziumkarbidkeramik, die durch Hochtemperaturverdampfung und -kondensation hergestellt wird. Sie besitzt eine poröse, hochfeste Struktur und bietet eine ausgezeichnete Hitze-, Korrosions- und Temperaturwechselbeständigkeit, die in Brennhilfsmitteln, Düsen und chemischen Komponenten verwendet wird.
Eigenschaften und Anwendungen von rekristallisiertem SiC:
- Das auf Verdampfung und Kondensation basierende Sinterverfahren verursacht keine Schrumpfung und verhindert so Verformungen oder Risse.
- RSiC kann durch Verfahren wie Gießen, Strangpressen und Pressen geformt werden, und sein schrumpfungsfreies Brennen ermöglicht präzise Abmessungen.
- Nach dem Brennen enthält rekristallisiertes RSiC eine Restporosität von 10%-20%, die in erster Linie von der Porosität des Grünlings beeinflusst wird und eine Grundlage für die Porositätskontrolle darstellt.
- Durch den Sintermechanismus entstehen miteinander verbundene Poren, wodurch sich RSiC für Anwendungen in der Abgas- und Luftfiltration eignet.
- RSiC weist saubere Korngrenzen auf, die frei von Glas- und Metallverunreinigungen sind, wodurch eine hohe Reinheit gewährleistet wird und die hervorragenden Eigenschaften von SiC für anspruchsvolle Hochleistungsanwendungen erhalten bleiben.
Heißisostatisch gepresstes Siliciumcarbid (HIPSiC) ist eine Hochleistungskeramik, die durch heißisostatisches Pressen hergestellt wird. Unter hoher Temperatur (etwa 2000 ℃) und gleichmäßigem Hochdruckgas (typischerweise Argon), Siliziumkarbid-Pulver wird zu einer nahezu porenfreien Struktur verdichtet.
Heißisostatisch gepresstes SiC Vorteile:
- Gleichmäßiges Gefüge und feine Korngröße
- Niedrige Sintertemperatur und Sinterzeit
- Hohe Dichte
- Hohe Reinheit und Kontrolle der Komponenten
Heißisostatisch gepresstes SiC Nachteile:
- Schwierige Verpackungstechnik
- Hohe Anfangsinvestitionen und Betriebskosten
- Begrenzt für große oder komplexe Formen
Spark-Plasma-Sintern Siliciumcarbid ist eine Hochleistungskeramik, die mit Hilfe der Spark-Plasma-Sintertechnologie hergestellt wird. Bei diesem Verfahren werden gepulster Strom und Druck eingesetzt, um Siliciumcarbidpulver bei relativ niedrigen Temperaturen (etwa 1800-2000 ℃) in kurzer Zeit zu verdichten.
Spark Plasma Sintering SiC Eigenschaften:
- Schnellere Aufheizrate
- Niedrigere Sintertemperatur
- Kürzere Sinterzeit
- Feine und gleichmäßige Körner
- Hohe Dichte
- Anwendbar für Klein- und Präzisionsteile
Siliziumkarbid-Keramik-Bearbeitung
Siliziumkarbid (SiC) ist ein äußerst langlebiges keramisches Material mit extremer Härte (9,5 Mohs), thermischer Stabilität (bis zu 1650 ℃) und Beständigkeit gegen Verschleiß, Korrosion und hohe Temperaturen. Die Bearbeitung von Siliciumcarbid stellt jedoch aufgrund seiner extremen Härte und Sprödigkeit eine Herausforderung dar. Um präzise Schnitte und Formen zu erzielen, sind spezielle Techniken und Werkzeuge erforderlich. Zu den gängigen Bearbeitungsmethoden gehören:
- Diamant-Schleifen: Diamantwerkzeuge werden eingesetzt, um glatte Oberflächen und präzise Formen zu erzielen.
- Laserschneiden: Geeignet zum Schneiden dünner SiC-Materialien. Das Laserschneiden bietet hohe Präzision und minimalen Materialabfall.
- Ultraschall-Bearbeitung: Bei diesem Verfahren werden Hochfrequenzvibrationen eingesetzt, um spröde Materialien wie SiC zu schneiden und zu formen, ohne Risse zu verursachen.
- Elektrische Funkenerosion (EDM): Ein nicht-traditionelles Verfahren, bei dem elektrische Funken zum Abtragen von Material verwendet werden, das für harte Keramiken wie SiC geeignet ist.
- Schleifen mit CBN-Werkzeugen: Werkzeuge aus kubischem Bornitrid (CBN) können für das Schleifen von SiC verwendet werden und stellen für bestimmte Anwendungen eine Alternative zum Diamantschleifen dar.
- Wasserstrahlschneiden: Schneiden von SiC mit einem Hochdruck-Wasserstrahl, manchmal mit Abrasivpartikeln. Diese Methode ist für das Schneiden komplexer Formen geeignet.
Siliziumkarbid-Keramik-Verpackungen
Siliziumkarbid-Keramikprodukte werden in der Regel in vakuumversiegelten Beuteln verpackt, um Feuchtigkeit oder Verunreinigungen zu vermeiden, und mit Schaumstoff umwickelt, um Erschütterungen und Stöße während des Transports abzufedern und die Qualität der Produkte in ihrem ursprünglichen Zustand zu gewährleisten.
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