Filtros cerámicos de espuma para fundiciones

La filtración del aluminio fundido en las fundiciones se realiza mediante filtros de espuma cerámica. Se trata de un filtro desechable de un solo uso, fabricado con espuma cerámica porosa, cuyo tamaño de poro está estrictamente controlado. Debido a su sencillo funcionamiento y a los buenos resultados a corto plazo que ofrecen, suelen ser el único equipo de filtración utilizado en muchas fundiciones.

No basta con que el filtro cerámico de espuma tenga una buena eficiencia de filtración. También debe presentar un caudal elevado y constante, buena resistencia, gran capacidad y buena precisión dimensional. Todo ello debe lograrse al menor coste posible. Algunos de estos parámetros entran en conflicto entre sí; por ejemplo, si la capacidad del filtro es muy elevada, la eficiencia de filtración puede verse afectada. Por lo tanto, el filtro más eficaz es aquel que ha sido cuidadosamente diseñado para ofrecer el mejor rendimiento en todos estos parámetros.

Los tres parámetros clave de los filtros cerámicos de espuma para fundiciones son:

Superficie del filtro: cuanto mayor sea la superficie, mayor será el caudal potencial de metal. Sin embargo, debido al riesgo de daños, las baldosas de gran tamaño pueden resultar difíciles de manipular.

Tamaño de los poros: cuanto menor sea el tamaño de los poros, mayor será la eficacia del filtro. Sin embargo, es más probable que esto disuada a los actores a medio plazo.

Espesor: cuanto más grueso sea el filtro, mayor será la eficacia de filtración. Sin embargo, puede resultar más difícil ponerlo en marcha al principio.

En el caso de los productos clave inclusivos, algunas fundiciones utilizan filtros de lecho profundo. Esto suele consistir en filtrar el aluminio fundido a través de lechos de medios cerámicos de diferentes tamaños. Aunque suelen ser muy eficaces (normalmente por encima del 85%), su funcionamiento puede resultar costoso. Esto se debe al espacio necesario y a la vida útil limitada de los medios filtrantes. Por lo general, es necesario sustituirlos y desecharlos de forma periódica.

Para algunas aplicaciones extremadamente críticas, se suelen utilizar filtros de tubo cerámico, que son más caros.

Mediante la filtración profunda de filtro de espuma cerámica y partículas cerámicas con un recubrimiento activo, es posible eliminar las inclusiones del aluminio fundido. Los resultados del ensayo de tracción mostraron que el alargamiento de la probeta filtrada aumentó en un 17,93%, pero la resistencia a la tracción no varió.

La inspección con microscopio electrónico de barrido (SEM) reveló que las grietas secundarias y las abolladuras de la probeta de tracción filtrada eran más finas y uniformes en comparación con las de la probeta de tracción sin filtrar. Además, el examen metalográfico reveló que en la muestra filtrada solo había unas pocas inclusiones con un diámetro de unos 6 μm, mientras que en la muestra sin filtrar se encontraron inclusiones con un diámetro de unos 40 μm. La eficiencia de filtración de las partículas cerámicas recubiertas es superior a la del filtro de espuma cerámica recubierta. El recubrimiento activo es capaz de retener eficazmente las impurezas y disolver el Al₂O₃ en él durante el proceso de filtración.