Los filtros cerámicos de espuma porosa utilizan espuma de poliuretano como soporte, que se sumerge en un recubrimiento compuesto por polvo cerámico, aglutinante, aditivo de sinterización, agente de suspensión, etc., y a continuación se extruye el exceso de recubrimiento para uniformar la capa de recubrimiento cerámico aplicada al soporte. El esqueleto se convierte en un cuerpo verde, y este se seca y se cuece a alta temperatura.
Los filtros de espuma cerámica porosa se dividen en dos tipos: los aglomerados y los sinterizados. Los primeros se fabrican utilizando un aglutinante para unir entre sí partículas cerámicas finas, mientras que los segundos se obtienen mediante sinterización a alta temperatura de partículas cerámicas finas relativamente puras.
Los filtros cerámicos de espuma porosa presentan una estructura única de red tridimensional de poros curvos interconectados, con una porosidad que alcanza valores de entre 80% y 90%, y cuentan con los tres mecanismos de filtración y purificación siguientes.
1. Interceptación mecánica
2. Residuos del rectificador
El efecto rectificador del filtro hace que el canal de flujo situado delante del mismo se configure de tal manera que el agua con aluminio filtrada se encuentre en un estado de flujo laminar uniforme, lo que atenúa las reacciones de oxidación y corrosión del aluminio, facilitando así que las inclusiones floten y queden retenidas; además, el filtro reduce el número de inclusiones secundarias.
3. Adsorción profunda
Las partículas finas que penetran en el filtro son atraídas hacia el esqueleto o permanecen en el espacio muerto de la malla debido al contacto total con la malla cerámica, que presenta trayectorias de flujo complejas.
Gracias a estos tres mecanismos de filtrado y purificación, es capaz de filtrar eficazmente las inclusiones de gran tamaño y una gran cantidad de partículas en suspensión de tan solo unas decenas de micras presentes en el aluminio fundido. La eficiencia de filtrado del filtro de espuma cerámica alcanza el 95%, lo que reduce considerablemente la tasa de desechos de fundición y la tasa de reparaciones por soldadura.
Además, simplifica el sistema de canaletas y mejora la estructura metalúrgica, lo que permite aumentar el rendimiento y la productividad del proceso de fundición, así como mejorar la calidad interna, la maleabilidad y la trabajabilidad de la pieza fundida.
Por lo tanto, el filtro de espuma cerámica tiene buenas perspectivas de aplicación.
En la producción de piezas fundidas, la tasa de rechazo de las mismas debido a defectos de fundición (como inclusiones no metálicas) suele situarse entre el 50% y el 60% del número total de rechazos. Los defectos por inclusiones no solo reducen gravemente las propiedades mecánicas de la pieza fundida, sino que también afectan negativamente a su rendimiento en el procesamiento y a su aspecto. La purificación de las aleaciones líquidas de fundición y la reducción o eliminación de diversas inclusiones no metálicas es, sin duda, una medida técnica muy importante para obtener piezas de fundición de alta calidad. Esta tecnología de filtrado mediante filtro de espuma cerámica porosa permite alcanzar de forma eficaz el objetivo de purificar las aleaciones líquidas de fundición.