La función principal de los filtros de espuma cerámica es evitar que las inclusiones presentes en el metal fundido penetren en la plataforma de fundición y eliminar los defectos derivados de dichas inclusiones. En los últimos años, con el rápido desarrollo de los fabricantes de automóviles, la producción de piezas de fundición para automóviles ha ido aumentando año tras año. Se ha prestado cada vez más atención al papel de los filtros de espuma cerámica, y su uso ha ido aumentando año tras año.
Existen tres tipos de filtros que se utilizan habitualmente en la producción de piezas de fundición:
- Filtro de fibra de vidrio: fabricado con fibra de vidrio y resina resistentes a altas temperaturas, es capaz de filtrar las impurezas de tamaño superior al de la malla; su eficacia es normal, su precio es económico y su proceso de fabricación es sencillo.
- Filtro cerámico de orificios rectos: se fabrica mediante prensado o extrusión a partir de material cerámico; su eficacia de filtrado es inferior a la del filtro de fibra, pero no tan buena como la del filtro cerámico de espuma.
- Filtro cerámico de espuma: Se lanzó al mercado en 1978. Se utilizó por primera vez en aleaciones no ferrosas. Desde 1985, se utiliza en fundición de aluminio y de acero. Su proceso de fabricación consiste en utilizar espuma plástica como esqueleto, recubrirla con una pasta cerámica y cocerla a alta temperatura. Tiene un buen efecto filtrante.
El efecto filtrante del filtro de espuma cerámica se beneficia de sus múltiples propiedades:
- Filtración mecánica: se retienen las partículas más grandes que la malla del filtro.
- Función de la torta de filtración: A medida que fluye el aluminio fundido, las inclusiones de mayor tamaño quedan retenidas de forma continua y se van acumulando. Al mismo tiempo, los canales por los que circula el metal fundido se van reduciendo gradualmente, lo que provoca la retención de las inclusiones más pequeñas.
- Adsorción: Las inclusiones tienen una mayor afinidad con los materiales cerámicos. En el complejo canal del filtro, el metal fundido tiene una amplia superficie de contacto con el filtro, y las inclusiones se adsorben fácilmente en la pared del canal.
- Efecto de rectificación: durante la colada, una vez que el metal fundido, que fluye a gran velocidad, atraviesa el filtro, el caudal disminuye y el flujo turbulento tiende a convertirse en laminar, lo que reduce las salpicaduras del metal fundido y la generación de escoria oxidada; de este modo, se dispone de tiempo suficiente para que las inclusiones floten y permanezcan en la caja del filtro.
Uso adecuado de los filtros cerámicos de espuma
Mediante experimentos, con el fin de eliminar eficazmente los defectos de inclusión a la hora de elaborar el plan del proceso de fundición, y teniendo en cuenta las características del proceso y la importancia de la pieza fundida, se colocó un filtro cerámico de espuma antes de la fundición, con lo que se obtuvieron buenos beneficios económicos. Existen requisitos estrictos en cuanto a la calidad del propio filtro, y su resistencia a temperatura ambiente, su resistencia al impacto a altas temperaturas y su precisión dimensional deben cumplir los requisitos de uso. Una resistencia adecuada a temperatura ambiente permite evitar los problemas de daños y caída de escoria durante el transporte; si el filtro tiene una resistencia deficiente al choque térmico o una baja resistencia al fuego, el filtro reventará y se romperá durante el proceso de fundición, y no se producirá el efecto de filtración, sino que, por el contrario, se formarán más inclusiones que se introducirán en la plataforma de fundición; la precisión dimensional del filtro también es importante, ya que si el tamaño es demasiado grande, el filtro se dañará, y si es demasiado pequeño, no se podrá utilizar o el efecto de filtración será deficiente.