Las aleaciones de aluminio se caracterizan por su bajo peso específico, su bajo punto de fusión, una solubilidad de gases insignificante —a excepción del hidrógeno—, una excelente fluidez, una buena maquinabilidad y una buena resistencia a la corrosión. Las piezas de fundición de calidad superior son un requisito esencial para los componentes estructurales críticos utilizados en las industrias automovilística y aeroespacial. La producción de este tipo de piezas moldeadas requiere que las inclusiones y la porosidad en las aleaciones de aluminio se reduzcan al mínimo (o incluso se eliminen) con el fin de eliminar su influencia perjudicial sobre las propiedades mecánicas, de modo que estas propiedades queden determinadas principalmente por la microestructura de las piezas moldeadas.
La presencia de inclusiones no metálicas duras en las aleaciones de aluminio no solo puede deteriorar las propiedades mecánicas del producto final, sino que también puede provocar otros problemas de procesamiento en la fundición a presión, entre los que se incluyen:
Reducción de las propiedades mecánicas de la pieza fundida
La resistencia a la tracción y el alargamiento se reducen significativamente a medida que aumenta el contenido de inclusiones. El metal puro, en general, se caracteriza por unas elevadas propiedades de tracción (límite elástico, resistencia máxima a la tracción y porcentaje de alargamiento).
Dificultad para mecanizarlo y elevado desgaste de las herramientas
Algunas de las inclusiones que suelen aparecer en la pieza fundida son partículas cerámicas frágiles y extremadamente duras. La dureza de ciertas inclusiones puede medirse en la escala de Mohs, en la que el diamante tiene un valor de 10. Cuando la aleación fundida se limpia mediante filtración antes de la fundición, la maquinabilidad mejora de forma bastante significativa.
Pérdida de fluidez y de propiedades nutritivas
Las inclusiones en el metal fundido provocan una disminución de la fluidez. La producción de metal fundido limpio mediante filtración mediante filtro de espuma cerámica puede aumentar considerablemente la fluidez, hasta 30% a temperaturas normales de funcionamiento.
Mayor porosidad de los gases
El nivel de hidrógeno disuelto en las fundiciones de aleaciones de aluminio es el principal factor responsable de la formación de porosidad gaseosa durante la solidificación. El límite de solubilidad del hidrógeno en el aluminio fundido es elevado, pero disminuye drásticamente a medida que el metal se solidifica, lo que da lugar a la formación de porosidad gaseosa. La porosidad gaseosa tras la solidificación depende no solo del contenido de hidrógeno del metal fundido, sino también de la pureza del metal. Los óxidos actúan como sitios de nucleación de poros y los hidruros se descomponen al enfriarse, produciendo hidrógeno disuelto.
Mala calidad de la superficie y falta de estanqueidad
Los defectos en los productos de aluminio, como los poros en las chapas finas y las rayas de cuchilla en las planchas litográficas, suelen estar causados por inclusiones. Las inclusiones, cuyo diámetro efectivo oscila entre 10 y 20 m, pueden resultar perjudiciales en los productos de aluminio laminado, incluso en concentraciones de unas pocas partes por millón.