Las inclusiones y los gases presentes en el metal tienen un impacto significativo en la resistencia mecánica, la resistencia a la fatiga, la resistencia a la corrosión y el comportamiento frente a la corrosión bajo tensión del material. El control eficaz de las inclusiones oxidadas en la masa fundida para mejorar la calidad de las barras fundidas y las chapas laminadas se ha convertido en un objetivo común que persiguen las industrias metalúrgica, de fundición y de materiales en diversos países. En la actualidad, los métodos de purificación de agua con aluminio se utilizan ampliamente para eliminar las inclusiones de la masa fundida de aleaciones de aluminio. AdTech ofrece Filtros CFF para aluminio líquido.
Formación de inclusiones en el agua con aluminio
Algunas de las inclusiones presentes en la aleación de aluminio proceden directamente de la carga, mientras que la mayoría se forman durante el proceso de fusión y colada, siendo principalmente inclusiones de óxido.
Inclusiones de oxidación primaria
Todas las inclusiones presentes antes de la fundición se denominan «inclusiones de oxidación primarias», que pueden dividirse en dos categorías según su tamaño: por un lado, las inclusiones de gran tamaño con una distribución irregular en la macroestructura, lo que hace que la estructura de la aleación sea discontinua y reduce la compactibilidad de la pieza fundida. Esto se convierte en el origen de la corrosión y en la fuente de grietas, lo que, obviamente, reduce la resistencia y la plasticidad de la aleación; la otra son las inclusiones finas dispersas, que no pueden eliminarse por completo tras el refinado. Aumentan la viscosidad del metal fundido y reducen la capacidad de contracción del aluminio líquido durante la solidificación.
Inclusiones de oxidación secundaria
Las inclusiones de oxidación secundaria se forman principalmente durante el proceso de fundición. Durante la fundición, el aluminio líquido entra en contacto con el aire, y el oxígeno y el aluminio reaccionan para formar inclusiones oxidadas. La aleación de aluminio entra en contacto con diversos componentes del gas del horno durante el proceso de fundición, formando compuestos como el Al₂O₃. El Al₂O₃ presente en el aluminio líquido aumenta el contenido de hidrógeno de la masa fundida residual de aluminio, por lo que el contenido de Al₂O₃ en el aluminio líquido influye considerablemente en la formación de poros en las piezas de fundición de aluminio.
Método de purificación de agua con aluminio
La tecnología de los filtros cerámicos de espuma apareció en la década de 1970 y se ha utilizado ampliamente en Estados Unidos, Canadá, Japón, Francia, Australia y Suiza. Es el método más eficaz para eliminar las inclusiones del aluminio fundido antes de utilizar el filtro de espuma cerámica puerto del filtro de placa.
En los últimos años, se han estudiado en nuestro país y en el extranjero algunas nuevas tecnologías para la purificación del aluminio líquido, como el procesamiento dinámico al vacío, la purificación por desgasificación continua por ultrasonidos y los filtros de cerámica de corindón, que han dado muy buenos resultados. Sin embargo, estos métodos técnicos son relativamente complejos y costosos, y resulta difícil promover su uso a gran escala en la producción industrial. En cuanto a los filtros metálicos y la filtración con tela de fibra, solo permiten eliminar las inclusiones de gran tamaño presentes en la aleación de aluminio fundida, pero no las inclusiones por debajo del nivel de la micra; además, el filtro metálico también contamina la aleación de aluminio. El uso de placas filtrantes de cerámica celular permite filtrar las inclusiones pequeñas y mejorar significativamente las propiedades mecánicas y la calidad estética de las piezas fundidas.
Principio de purificación del agua con aluminio
El placa filtrante de espuma cerámica Cuenta con una red multicapa y orificios pasantes multidimensionales, y los orificios están comunicados entre sí. Durante el filtrado, el aluminio fundido arrastra las inclusiones a lo largo de los canales y poros sinuosos, y estas son interceptadas, adsorbidas y depositadas directamente al entrar en contacto con el esqueleto espumado de la placa filtrante. Cuando la masa fundida fluye por el orificio, el canal de la placa filtrante presenta una curvatura, por lo que la masa fundida que circula por él cambia de dirección, y las inclusiones chocan contra la pared del orificio y se adhieren firmemente a ella.