En la industria del aluminio, existe una necesidad cada vez mayor de eliminar las inclusiones sólidas y líquidas —como productos desoxidados, sulfuros, nitruros, carburos, etc.— para mejorar la pureza del aluminio. Como todos sabemos, el tamaño, el tipo y la distribución de las inclusiones no metálicas en el aluminio tienen un impacto considerable en las propiedades mecánicas de las piezas fundidas. La tecnología de filtración en la fundición de aluminio y aleaciones de aluminio se ha convertido en una práctica habitual, y los filtros de espuma cerámica filtran el aluminio fundido para minimizar el número de inclusiones no metálicas residuales.
Tres mecanismos básicos de filtración de filtros de espuma cerámica Existen métodos para eliminar las inclusiones del aluminio fundido. En el caso del tamizado, las partículas quedan retenidas en la superficie del filtro, ya que su tamaño es mayor que el de los poros del filtro.
La filtración por formación de torta se produce cuando las partículas de inclusión forman una torta en la superficie del filtro, lo que provoca que el flujo de metal se ralentice y, finalmente, se detenga. Las partículas sólidas retenidas suelen ser mucho más pequeñas que las aberturas de los poros del filtro, por lo que el proceso de filtración se vuelve más complejo.
La filtración eficaz del aluminio fundido se consigue mediante dos pasos principales: el transporte de las partículas hacia las paredes internas del filtro y la adhesión de las partículas a la superficie interior del filtro.
Las trayectorias de las partículas cuando el flujo de fluido cambia de dirección al chocar contra un obstáculo o al pasar por el interior de un filtro de espuma. Las partículas cuya densidad es inferior a la del fluido en movimiento que las rodea se desvían de su trayectoria original y chocan contra el filtro.
El transporte de partículas depende del tamaño y la densidad de las inclusiones, de las propiedades físicas del metal líquido, de la tortuosidad del filtro y del diámetro de los poros del filtro.
También depende de la componente de sustentación debida a la flotabilidad y a las fuerzas inerciales. Los efectos inerciales sobre las trayectorias de las partículas dependen, por lo general, de la velocidad del fluido.
Los efectos hidrodinámicos se deben al campo de cizallamiento no uniforme y a la falta de esfericidad de las partículas, lo que provoca distribuciones de velocidad en el fluido portador y, por lo tanto, un movimiento de rotación y giro de las partículas en el campo de flujo, lo que da lugar a que estas choquen contra la pared del filtro.