El uso de filtros de espuma cerámica para eliminar las inclusiones en la industria de la fundición es bien conocido.
El filtro de espuma cerámica funciona mediante un proceso de filtración en lecho profundo, en el que las impurezas de tamaño inferior al diámetro de los poros quedan retenidas en toda la sección transversal del filtro. Se considera que la retención de impurezas en la filtración en lecho profundo es el resultado de dos procesos consecutivos: el transporte de las impurezas hasta los puntos de retención del medio filtrante y la adsorción de las partículas en dichos puntos.
Proceso de fabricación de filtros de espuma cerámica
El filtro de espuma cerámica se fabrica infiltrando una espuma de poliuretano reticulada con una pasta cerámica, eliminando el exceso de pasta mediante el exprimido de una esponja impregnada con dicha pasta, secando a continuación el recubrimiento cerámico, cociendo la esponja y sinterizando el cuerpo.
Se añaden polvo de alúmina y diferentes proporciones de bentonita y agua a la mezcla de polvos para preparar la pasta cerámica. El contenido cerámico de la pasta es del 45 % en peso, lo que constituye la proporción ideal para que la pasta penetre en la cerámica. Cuando la esponja impregnada de cerámica se seca, la bentonita une las partículas de alúmina en la superficie de la esponja. Es más, esta unión sigue existiendo durante la combustión de la esponja de poliuretano. No se observó ningún daño en la cerámica tras la combustión de la esponja. Por lo tanto, la morfología de la esponja se reproduce con precisión en la espuma cerámica en bruto quemada por el poliuretano a 500 °C, obteniéndose así una espuma cerámica débil de Al₂O₃. Con el fin de reforzar la espuma y transformarla en un filtro moldeado, la espuma en bruto se sinteriza a 1250 °C durante 60 minutos. Finalmente, se obtiene un filtro de aluminio fundido altamente poroso. Sorprendentemente, no se observó contracción alguna y se obtuvieron una porosidad y una estructura reticular uniformes. Los poros están conectados a los conductos necesarios para filtrar las inclusiones.
Las pruebas de fundición demuestran que los filtros de espuma cerámica pueden utilizarse con éxito para filtración del aluminio fundido. El filtro cerámico resultante también puede utilizarse para controlar el caudal en el canal de flujo, de modo que no se produzcan turbulencias ni se formen pliegues en la película de óxido cuando fluye el metal fundido. Estos filtros moldeados son especialmente adecuados para filtrar fundiciones de aluminio. Por lo tanto, el filtro de espuma cerámica de alúmina resultante puede utilizarse en la industria de la fundición de aluminio como filtro de fundición.