La purificación del metal fundido desempeña un papel importante en la mejora de las propiedades mecánicas de las piezas fundidas. En la actualidad, el dispositivo de filtrado utilizado para purificar el metal fundido consiste principalmente en filtros de espuma cerámica para la fundición de aluminio, que pueden interceptar eficazmente las impurezas nocivas presentes en el metal fundido, convertir su flujo turbulento en laminar y eliminar por completo las impurezas de gran tamaño. Además, eliminan las inclusiones finas del mismo, mejoran la estructura cristalina, reducen eficazmente el contenido de gases y elementos nocivos en el metal fundido, y purifican y homogeneizan el metal fundido.
Los filtros de espuma cerámica para la fundición de aluminio presentan un buen comportamiento a altas temperaturas y pueden filtrar el aluminio líquido sin contaminar la aleación; además, cuentan con una buena porosidad transversal, lo que les confiere buenas propiedades de filtración y adsorción. Se consigue reducir la cantidad de inclusiones de óxido y de fundente en la solución metálica. Ofrece buenos resultados de filtración y purificación, y presenta una excelente resistencia a altas temperaturas, estabilidad frente a los choques térmicos y resistencia química. Al mismo tiempo, el filtro de espuma cerámica cuenta con un proceso de fabricación sencillo y permite fabricar productos filtrantes de mayores dimensiones.
Filtros de espuma cerámica para el proceso de fabricación de piezas de fundición de aluminio
La espuma orgánica es un material de malla abierta que permite que la pasta cerámica pase libremente a través de ella y se adhiera entre sí, para luego ser cocida y formar un esqueleto poroso.
Cuando el vehículo líquido es agua, la espuma orgánica será hidrófila para que la pasta cerámica la absorba firmemente. La espuma orgánica suele ser una esponja polimérica preparada mediante un método de espumación. El material de la espuma orgánica puede ser poliuretano, cloruro de polivinilo, poliestireno, látex o celulosa.
Corta la espuma orgánica en bloques de un tamaño determinado o con otras formas deseadas. La espuma orgánica puede someterse a un tratamiento previo antes del recubrimiento. Por ejemplo, se calienta o se hidroliza para eliminar la película superficial, con el fin de garantizar que los poros no queden obstruidos y, de este modo, aumentar la porosidad. Tras la hidrólisis, se frota repetidamente y se lava con agua, y se deja secar al aire para su uso posterior.
Por lo general, antes de la inmersión en pasta, es necesario extruir repetidamente la espuma orgánica para eliminar el aire, y a continuación se lleva a cabo la inmersión en pasta. La pasta puede impregnarse mediante el método de adsorción atmosférica, el método de adsorción al vacío, el método de laminado mecánico o el método de fricción manual.
La impregnación con pasta es una impregnación mediante rodillo. Por ejemplo, la pasta preparada se aplica sobre la esponja de espuma de poliuretano cortada mediante un rodillo para formar al menos un recubrimiento refractario.
La impregnación con la pasta cerámica puede realizarse una, dos o más veces. Preferiblemente, la inmersión en la pasta cerámica se repite varias veces hasta eliminar por completo el aire interno. La espuma orgánica impregnada se extruye para eliminar el exceso de pasta cerámica y recubrir uniformemente la estructura reticular de la espuma con la pasta; a continuación, el exceso de pasta se extruye de nuevo para formar un cuerpo verde.
El cuerpo verde poroso recubierto debe secarse. El secado puede realizarse en un lugar fresco, con aire caliente, con infrarrojos o en el microondas. El material recubierto se seca a una temperatura más elevada, por ejemplo, entre 100 y 200 °C, para eliminar todos los compuestos volátiles restantes. El contenido de humedad tras el secado se mantiene dentro de un margen de 1%. La temperatura de sinterización es de 1000-1600 °C. La sinterización se lleva a cabo a 1300 °C en aire.