鑄造作為人類掌握較早的一種金屬熱加工工藝，至今已有約六千年的歷史，我國在公元前1700~前1000年之間就達(dá)到了青銅鑄件的全盛期，商朝的司母戊方鼎、戰(zhàn)國的曾侯乙尊盤、西漢的透光鎮(zhèn)等，都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。鑄造是指先將固態(tài)金屬熔化為液態(tài)，例如鋁、鐵、銅、鋼等，倒入提前備好的特定形狀的鑄型（模具）中，待其凝固成形的一種加工方式。鑄造與其他工藝方法相比具有成本低、工藝靈活性大、容易批量生產(chǎn)操作的優(yōu)點(diǎn)，并且廣泛應(yīng)用于石油化工、電子能源、機(jī)械制造等領(lǐng)域。

由于非金屬夾雜物等鑄造問題缺陷導(dǎo)致的鑄件廢品占廢品總數(shù)的比例高達(dá)50%-60%，且夾雜物缺陷不僅嚴(yán)重拖累了鑄件的機(jī)械性能和鑄造性能，同時(shí)也對(duì)鑄件的切削加工和外觀產(chǎn)生有害影響。因此從上世紀(jì)六十年代起，就出現(xiàn)利用過濾技術(shù)來凈化液態(tài)鑄造合金、減少或消除其中各種非金屬夾雜物和排氣問題的方法。

過濾技術(shù)從最初利用鐵絲網(wǎng)、帶孔的鋼板等，制成的簡易過濾器插入澆注系統(tǒng)來去除夾雜物，到硅酸銷纖維、氮化硼纖維等兩維結(jié)構(gòu)內(nèi)過濾網(wǎng)的出現(xiàn)，再到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的泡沫陶瓷過濾器，歷經(jīng)研究人員半個(gè)多世紀(jì)的努力和三代技術(shù)改進(jìn)，鑄件成品率過低的問題由此得到改善。接下來本文就泡沫陶瓷過濾器進(jìn)行介紹：

泡沫陶瓷過濾器：

泡沫陶瓷過濾器一般是采用聚氨基甲酸乙脂泡沫塑料作為載體，浸入由耐火骨料燒結(jié)助劑、粘結(jié)劑等微粉加水制成的陶瓷漿料，而后擠出多余漿液，剩下包覆在泡沫纖維周圍的陶瓷料，再經(jīng)過烘干，在高溫下焙燒燒結(jié)，最終留下的泡沫狀陶瓷制品。

圖.泡沫陶瓷過濾片via網(wǎng)絡(luò)

泡沫陶瓷具有與泡沫塑料相似的孔隙結(jié)構(gòu)，通孔率達(dá)85%-90%。最早的泡沫陶瓷過濾器是于1978年美國Consolidated Aluminum公司的R.R.Mollard和N.Davison 研制成功的鋁合金用泡沬陶瓷過濾器，其商品名為Selee/Al。隨后日本、英國、德國、瑞士等發(fā)達(dá)國家也相繼研制出用于鑄造各種合金過濾的泡沫陶瓷過濾器。

國內(nèi)最早由哈爾濱理工大學(xué)在1982年研制出一款僅用于鋁合金過濾的泡沫陶瓷過濾器，而后在80年代中期又開發(fā)出用于黑色金屬的過濾器的泡沫陶瓷過濾器（CFF-I型）。

東風(fēng)汽車最早生產(chǎn)重要鑄件，是使用樹脂砂、熱芯盒制造的砂芯篩網(wǎng)，有孔眼大、耐高溫強(qiáng)度低的缺點(diǎn)；

80年代改為鋁礬土燒結(jié)的篩網(wǎng)，孔眼依舊很大；

90年代初開始使用耐火纖維編織的過濾網(wǎng)，為解決易被鐵水沖破的現(xiàn)象，又在編織網(wǎng)下加墊一個(gè)耐火材料的篩網(wǎng)，成本提高的同時(shí)工藝又很繁瑣；

最后，東風(fēng)公司試驗(yàn)使用泡沫陶瓷過濾器，使用至今已有三十多年的時(shí)間，不僅使鑄件夾渣、砂眼、氣孔的廢品率下降了近70%，還簡化了澆注系統(tǒng)，工藝出品率提高10%，成本下降6%，企業(yè)效益和社會(huì)效益都得到顯著提升。

由于鑄造合金的澆注溫度不同，鑄件應(yīng)選擇耐火性能材質(zhì)的泡沫陶瓷過濾器也不同。近幾十年來，國內(nèi)外根據(jù)不同材質(zhì)合金的性能，已研發(fā)出多種材質(zhì)的泡沫陶瓷過濾器。

表.幾種泡沫陶瓷對(duì)應(yīng)的金屬液種類

當(dāng)今泡沫陶瓷過濾器在液態(tài)鑄造合金過濾領(lǐng)域的應(yīng)用已得到了長足的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域甚至拓展到了冶金。

例如美國Hi-Tech陶瓷公司就將其研制的高純部分穩(wěn)定泡沫陶瓷過濾器用于過濾重量達(dá)22噸的大型超合金鋼錠，澆注時(shí)間長達(dá)60min之久。

日本新日鐵則通過在容量15噸連鑄中間包隔墻上安置高純部分穩(wěn)定泡沫陶瓷過濾器，使其生產(chǎn)的耐腐蝕鋼毛坯件的凈化程度提高大約16%，尺寸小于6μm的夾雜物的分布也得到改善。

國內(nèi)泡沫陶瓷過濾器的應(yīng)用目前依舊應(yīng)用于液態(tài)合金的鑄造中。隨著現(xiàn)代鑄造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、對(duì)鑄造品質(zhì)的要求也會(huì)越來越高，泡沫陶瓷過濾器的性能將會(huì)在生產(chǎn)實(shí)踐的過程中得到進(jìn)一步的發(fā)展與突破，具有廣泛的發(fā)展前景與其他可能性。