El estudio del mecanismo de filtración constituye la base para el desarrollo y la aplicación de cualquier tipo de tecnología de filtración. La interacción en la interfaz superficial entre las inclusiones y la filtración en la masa fundida a alta temperatura es muy compleja, y resulta difícil observar el proceso de flujo de la masa fundida en el filtro, aunque se han propuesto las tortas de filtración. Existen teorías relevantes, como el efecto de interceptación mecánica, la adsorción en lecho profundo y la espuma rectificadora, pero hasta la fecha aún no se ha llegado a un consenso unificado al respecto. Filtración del aluminio fundido No se trata de un único proceso de filtración física, sino que, en determinadas condiciones, las partículas y los filtros interactúan a través de la colisión, la interceptación, la deposición, la difusión, las fluctuaciones del flujo y las reacciones químicas, entre otros, lo que da lugar a un acoplamiento multifactorial basado en un mecanismo concreto. Entre estos factores se incluyen: los parámetros del filtro (tamaño y distribución de los poros, densidad del filtro (ppi), tamaño, forma, porosidad, tortuosidad de los canales y material del medio filtrante) y los parámetros de las impurezas (tamaño, cantidad, concentración y naturaleza de las inclusiones), los parámetros de fusión (temperatura, tiempo, caudal, viscosidad, densidad, volumen de filtración, altura de presión y tipo de aleación), el uso de un refinador, la velocidad de filtración, el tratamiento previo, etc.).
El estudio sobre el mecanismo de filtración analiza principalmente la influencia de diversos parámetros en el comportamiento de la filtración y la retención de la masa fundida desde las perspectivas de la termodinámica, la cinética y la mecánica de fluidos. El modelo de transferencia de masa en el campo de flujo de las inclusiones del medio filtrante de la masa fundida permite predecir y optimizar el proceso de filtración real y la eficiencia de la misma. En este sentido, investigadores de diversos países han llevado a cabo estudios desde múltiples perspectivas mediante el desarrollo de modelos y ensayos industriales para diferentes métodos de filtración, y han obtenido numerosos resultados positivos.
A principios de la década de 1980, se resumieron dos tipos de mecanismos de filtración: la filtración en lecho profundo y la filtración por torta de filtro. El sistema de modelos matemáticos se utiliza para describir el mecanismo de filtración a corto plazo y la eficiencia de filtración de diversas variables de filtración para las partículas de TiB₂ en el aluminio fundido. Se presenta la relación entre los parámetros cinéticos —tamaño del medio filtrante, tamaño de las inclusiones y caudal de la masa fundida— y se lleva a cabo la verificación mediante simulación experimental.
Además del mecanismo de filtración física, la adsorción química entre el filtro y las inclusiones es también uno de los mecanismos de retención en la superficie del filtro. Los canales del filtro son relativamente pequeños y el metal fundido tiene una superficie de contacto suficiente con la pared interior del filtro. Las inclusiones se acercan a la superficie de la pared impulsadas por el flujo del líquido y, por lo general, no se produce infiltración entre las inclusiones y el metal fundido; de hecho, cuanto menor es el tamaño de las inclusiones, peor es la humectabilidad, por lo que, una vez que las inclusiones entran en contacto con la superficie del medio filtrante, que presenta una humectabilidad relativa mejor, es fácil que se separen del metal fundido y sean adsorbidas por dicha superficie.
El efecto de rectificación es también uno de los mecanismos físicos de la filtración. La capacidad de rectificación del filtro (malla) hace que el flujo turbulento del metal fundido que atraviesa el filtro (malla) pase a un estado de flujo laminar. Una vez que el metal fundido ha atravesado el filtro, debe recorrer una zona de transición más larga para recuperar el estado turbulento, lo que reduce la oxidación secundaria del metal fundido y la erosión del molde, y desempeña un papel evidente en la eliminación de la espuma.