基金项目：哈尔滨工业大学青年基金资助项目（!"#$%&）。收稿日期：’%%$#$$#$(收到初稿，’%%’#%$#$(收到修订稿。作者简介：房文斌（$!)*+），男，黑龙江人，副教授，工学博士，研究方向为过滤技术及机械合金化粉末成形技术。烧结制备泡沫陶瓷过滤器工艺的优化房文斌，耿耀宏，安阁英，叶荣茂（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨$,%%%$）摘要：采用-.’/*和耐火粘土代替贵重的01/’作为基体，制备泡沫陶瓷过滤器。并通过添加稀土氧化物2’/*及34/显著缩短高温烧结时间，提高生产效率。烧结的过滤器在液态球墨铸铁中浸泡，抗损坏时间延长。所制备的过滤器完全可以满足过滤液态球墨铸铁的要求。关键词：泡沫陶瓷过滤器；烧结工艺；优化中图分类号：56$$$7**；58’’$97$文献标识码：-文章编号：$%%$#(!&&（’%%’）%)#%*(!#%*!"#$%&’(’)*&’+,+-.’,&#/’,0!#1",’23#-+/4/#%*/’,0&"#5+*(6#/*(’15’7&#/589:;#,<=’,，:>9:?*+<"+,0，89:#<@’,0，?>A+,0<(*+（.1"++7+-B*&#/’*7C.1’#,1#*,D>,0’,##/’,0，E*/=’,F,C&’&3&#+-!#1",+7+0@，E*/=’,$,%%%$，E#’7+,0G’*,0，6"’,*）8=C&/*1&：F,&"’C%*%#/，&"#+%&’(’)#DC’,&#/’,0%/+1#CC+-&"#-+*(1#/*(’1-’7&#/1+,C’C&’,0+-87’$**,D-’/#17*@’,C&#*D+-&"#1+C&7@H/$’I*CD#&#/(’,#DJ!"#/*/##*/&"?’$**,D6#$I#/#*DD#D-+/C"+/&#,<’,0C’,&#/’,0&’(#*&"’0"&#(%#/*&3/#*,D-+/#,"*,1’,0&"#%/+D31&’+,#--’1’#,1@J!"#*,&’<=/#*KD+I,&’(#+-&"#-’7&#/D’%%#D’,&"#(+7&#,D31&’7#’/+,I*C%/+7+,0#DJ!"#-*=/’1*&#D-+*(1#/*(’1-’7&#/"*C0++D%/+%#/&’#C*,D1*,C*&’C-@&"#/#23’/#(#,&C-+/-’7&#/’,0(+7&#,D31&’7#’/+,’,&"#%/*1&’1*7%/+D31<&’+,JL#@I+/DC：-+*(1#/*(’1-’7&#/；C’,&#/’,0",’23#；+%&’(’)*&’+,’%世纪&%年代末、"%年代初，英国6/:;3/公司研制成功了:<=;>有色铸造合金、:;?;>铸铁、:5;@;>铸钢用泡沫陶瓷过滤器，美国推出了:;@;;泡沫陶瓷过滤器，同时我国哈尔滨工业大学和沈阳金属研究所等单位也先后研制出适合我国国情的液态金属用泡沫陶瓷过滤器〔$，’〕。泡沫陶瓷过滤器能有效去除金属液中的非金属夹杂物，改善铸件的显微组织和力学性能，生产出高质量的致密铸件，降低铸件废品率〔*，(〕，减少铸件切削加工时刀具的磨损等，经济效益和社会效益明显〔,，)〕。!氧化物添加剂的确定01/’、-.’/*及5A/’均显著影响泡沫陶瓷过滤器的性能，尤其是01/’显著影响泡沫陶瓷过滤器的断裂韧性。文献〔&〕表明，加入$B氧化镁和氧化钛可显著增强烧结强度，31’/*对刚玉的烧结影响不大，但加入5A/’可显著强化烧结，加入31的同时加入CD特别是5A，可保证刚玉密实烧结。当-.’/*基体中加入纯01/’颗粒时，陶瓷的!$3随01/’体积百分比（’%BE,%B01/’）增大而升高。减小所加入的01/’粒子尺寸，可同时提高基体的!$3和强度值。图$给出了-.’/*#01/’增韧陶瓷的强度和断裂韧性与01/’含量的关系〔&〕。图$-.’/*#01/’体系的断裂韧性和弯曲强度与01/’含量和粒径的关系6AD7$F4.GHAIJKLAMINN1GOHP14HIPDLJ4KKGJQR4JQKH14JDHLIN-.’/*#01/’KSKH4TUAHLOIJH4JHKGJQQAT4JKAIJIN01/’D1GJP.4$—$7’,!T’—$7&,!T*—’7",!T(—,7(!T·!(*·M+7NOP9+NQR3,#STTS铸造5$U9VA?由图!可见，具有不同粒径的增韧陶瓷其断裂韧性均有峰值出现。粒子的尺寸越小，峰值越高；并且随着"#$%粒子尺寸的减小，峰值向高"#$%含量方向移动。为了优化泡沫陶瓷过滤器制备工艺，选择烧结温度（!）、"#$%加入量（"）、&’$%加入量（#）及()%$*加入量（$）为影响因素，进行正交试验，制备不同的泡沫陶瓷过滤器，以常温抗压强度、高温抗压强度及断裂韧性为考察指标，最终确定最佳的泡沫陶瓷过滤器制备工艺。根据正交试验结果，确定泡沫陶瓷过滤器最佳组成如下：+,"#$%，-./,&’$%，0-,()%$*，其余为耐火粘土。试验表明，加入+,"#$%有效地提高了过滤器的%!1；加入-.%,稀土氧化物2%$*及13$显著缩短了高温烧结时间，使烧结过滤器的高温保温时间从以往的*-4’5缩短到/4’5，显著提高了生产效率。!烧结温度的确定图%是一次...
