Filtro de espuma cerámica para la purificación de aleaciones de aluminio

Filtro de espuma cerámica para aleaciones de aluminio

En la producción de piezas de fundición de aluminio, la tasa de rechazo debida a defectos de fundición, como las inclusiones no metálicas, suele alcanzar el 50% 60% del número total de piezas rechazadas. Los defectos por inclusiones no solo reducen gravemente las propiedades mecánicas de las piezas de fundición, sino que también tienen un efecto perjudicial sobre sus propiedades de mecanizado y 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. Desde la primera investigación exitosa sobre el filtro de espuma cerámica para aleaciones de aluminio en 1978, la tecnología de los filtros de espuma cerámica se ha desarrollado rápidamente. El uso de la tecnología de filtros de espuma cerámica permite alcanzar de forma eficaz el objetivo de purificar la aleación de aluminio fundida.

El filtro de espuma cerámica (CFF) para aleaciones de aluminio utiliza 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 elimina el exceso de recubrimiento. El recubrimiento cerámico se aplica de manera uniforme sobre la estructura portadora para formar un cuerpo verde, que posteriormente se seca y se cuece a altas temperaturas.

Filtros cerámicos de espuma Se dividen en dos tipos: los de unión y los de sinterización. Los primeros se basan en un aglutinante para unir las partículas finas de cerámica, mientras que los segundos se basan en el mantenimiento del calor a alta temperatura para sinterizar y fusionar las partículas finas de cerámica más puras.

La estructura esquelética única, tridimensional y conectada, formada por una malla de orificios curvos del filtro de espuma cerámica lo que le confiere una porosidad abierta de hasta 80%-90%, y presenta los tres mecanismos de filtración y purificación siguientes:

Una es la interceptación mecánica. La segunda es la espuma de rectificación; es decir, el efecto de rectificación del filtro hace que el canal situado delante del filtro se llene, de modo que el agua de aluminio filtrada se encuentre en un estado de flujo laminar suave, y se atenúen las reacciones de oxidación y erosión del agua de aluminio, lo que facilita que las inclusiones floten y sean capturadas, reduciendo así el número de inclusiones secundarias tras el filtro. La tercera es la adsorción profunda, es decir, las pequeñas inclusiones que entran en el filtro son adsorbidas en el esqueleto o quedan atrapadas en los rincones muertos de la red debido al contacto completo con la red cerámica, que presenta una trayectoria de flujo compleja.

El filtro de espuma cerámica para aleaciones de aluminio utiliza estos tres mecanismos de filtrado y purificación para eliminar de forma eficaz las inclusiones de gran tamaño y algunas inclusiones en suspensión de tan solo unas decenas de micras presentes en el metal fundido.