El filtro cerámico para aluminio debe eliminar eficazmente las partículas de inclusiones, sin ofrecer una resistencia excesiva al flujo del metal. Para funcionar correctamente, el filtro también debe soportar las tensiones térmicas y mecánicas que se producen durante la fundición. El filtro no debe deformarse debido a las interacciones entre el metal, la escoria y el propio filtro, ni debe corroerse a causa de las fuerzas que actúan sobre él durante el flujo del metal.
Tipos de filtros cerámicos para aluminio
Los filtros disponibles en el mercado presentan: 1) poros directos con una sección transversal constante (tipo panal), o 2) poros conectados con numerosos cambios de dirección y sección transversal, obtenidos mediante el proceso de espumado. El tercer tipo de filtro tiene forma de embudo, con ranuras estrechas en el cuerpo del mismo. Los materiales refractarios más utilizados son la alúmina, la circonia, la circonia espinela, el carburo de silicio y mezclas de estos materiales.
Tamaño de los poros (células) y porosidad
Celular (poroso) y filtros de espuma cerámica se fabrican con un determinado rango de tamaños de poro. En el caso de los filtros celulares, el tamaño de poro suele expresarse como la relación entre el número de celdas y la pulgada cuadrada. En el caso de los filtros de espuma, el tamaño de poro suele expresarse como la relación entre el número de poros atravesados por una línea recta y la pulgada.
El tamaño de poro de los filtros extruidos suele oscilar entre 64 y 121 y 240 poros por pulgada cuadrada. En el caso de los filtros de espuma, los tamaños de poro más habituales son 10, 20 y 30 poros por pulgada. En la fundición de hierro y acero, se prefieren los tamaños de poro más grandes para garantizar velocidades de llenado del molde suficientes. Se pueden utilizar tamaños de poro más pequeños cuando se funden aleaciones con un sobrecalentamiento muy elevado, así como en la fundición a la cera perdida, en la que el filtro se calienta junto con el molde.
En el caso de los filtros de panal prensado, el tamaño real de los poros y la superficie se determinan rápidamente. La geometría de los filtros de poros es incomparablemente más compleja. Los filtros de espuma cerámica están formados por celdas redondeadas que se conectan entre sí mediante varias “ventanas”. El diámetro de estas celdas determina la superficie interior del filtro de espuma cerámica. El tamaño de las ventanas representa el diámetro del canal de restricción por el que pasa el metal fundido.
Los filtros se colocan horizontalmente en la cavidad de la parte inferior del molde, lo que permite que el metal fundido pase a través de la superficie abierta del filtro. El metal sella rápidamente la superficie del filtro, reduciendo así cualquier gradiente térmico en la estructura del mismo. Este sistema protege contra los golpes que se producirían como consecuencia del flujo de metal sobre el filtro, lo que reduce la probabilidad de que este falle.
Los filtros también funcionan correctamente en posición vertical, aunque en este caso resultan más difíciles de sustituir. Los filtros redondos son más fáciles de colocar en vertical que los cuadrados.
