La eliminación de impurezas durante la fusión del aluminio se utiliza principalmente para purificar el líquido de la aleación recién fundida en el proceso de fundición, con el fin de reducir o eliminar los problemas derivados de diversas inclusiones no metálicas en dicho proceso. Los residuos de fundición provocados por defectos como las inclusiones no metálicas representan hasta el 50%-60% del total de residuos. Cuando aumentan diversos costes, es posible prever los daños causados por el entorno externo y la salida de residuos en exceso; además, la presencia de defectos no solo reduce gravemente las propiedades mecánicas y el rendimiento de la pieza fundida, sino que también tiene un efecto perjudicial en el proceso de mecanizado y en el aspecto de la misma.
Para eliminar las impurezas de los fundidos de aluminio se suele utilizar espuma de poliuretano como soporte, que se sumerge en una pasta cerámica compuesta por polvos finos, como áridos refractarios, aglutinantes y agua, y a continuación se escurre el exceso de pasta que rodea las fibras de la espuma. Tras el secado, tostado y sinterización a alta temperatura de los materiales cerámicos, se obtienen finalmente los productos cerámicos espumados.
Dado que la temperatura de fundición de la aleación es diferente, la pieza fundida debe estar fabricada con filtro de espuma cerámica refractaria. En las últimas décadas, en función de las propiedades de las distintas aleaciones, se han desarrollado sucesivamente, tanto en nuestro país como en el extranjero, filtros de espuma cerámica de diversos materiales.
La eliminación de impurezas del aluminio fundido no solo permite eliminar eficazmente una gran cantidad de impurezas extrañas del aluminio líquido, sino que también filtra pequeñas inclusiones de unas pocas micras que no pueden eliminarse mediante los procesos tradicionales. Dado que los iones nocivos, como los átomos de hidrógeno presentes en el aluminio líquido, suelen adsorberse en las inclusiones, y que estas pueden convertirse en el núcleo de la formación de burbujas, es posible reducir los gases nocivos del aluminio líquido al tiempo que se filtran las inclusiones.
Los fabricantes de elementos filtrantes de espuma cerámica para aluminio fundido adoptarán un conjunto relativamente completo de medidas para garantizar la estabilidad del producto y asegurar que la resistencia, la tasa de orificios pasantes, las dimensiones geométricas, la calidad estética y las propiedades físico-químicas del producto final cumplan con las normas. En la producción, para lograr un mejor efecto de filtrado, el aluminio líquido situado aguas arriba del filtro debe tener un cierto grado de limpieza; es decir, el aluminio líquido aguas arriba puede tratarse mediante deshidrogenación con gas tradicional o con fundente.
Si no se adoptan las medidas anteriores, la filtración y la purificación de fundidos con un alto contenido en hidrógeno y oxígeno, numerosas inclusiones no metálicas y aleaciones de aluminio, así como de gran tamaño, no solo reducirán la eficacia de la filtración, sino que también obstruirán fácilmente el filtro, lo que provocará un aumento de los costes y unos resultados de purificación deficientes.
Tras aplicar las medidas anteriores, el contenido de hidrógeno en la aleación fundida se ha reducido a un nivel muy bajo, y el tamaño de las inclusiones de óxido en la masa fundida también es muy pequeño. Por lo tanto, el uso de filtros de espuma de aluminio fundido permite eliminar eficazmente las inclusiones de óxido finas y dispersas, lo que mejora la eficiencia de la filtración y reduce los costes de filtración y purificación.
Además, es necesario proteger el aluminio líquido filtrado de alta calidad frente a la contaminación secundaria; es decir, los materiales refractarios situados aguas abajo de la caja de filtrado deben cumplir requisitos más estrictos, y debe protegerse la capa de óxido superficial del aluminio líquido aguas abajo.