La filtración de inclusiones es un método de purificación de la masa fundida mediante diversos medios rígidos o fundentes líquidos, y constituye el último proceso de purificación cercano a la fase final de la fusión y la colada. Anteriormente, tras el reposo en el horno, el refinado con gas y el refinado con cuatro fundentes, entre otros, aunque se habían eliminado las inclusiones y el gas de los aceros 60% a 80%, el metal fundido seguía conteniendo partículas más finas de “hidrógeno residual” dispersas y distribuidas. Durante el proceso de refinado, refinado de grano y fluidez, se producen nuevas inclusiones secundarias. Antes de la colada, estas impurezas finas deben recogerse y separarse. En comparación con otros métodos de purificación, el filtro de espuma cerámica Este método de filtración se ha convertido en la opción preferida para la eliminación final de impurezas debido a su bajo consumo energético, su sencillo funcionamiento, su baja intensidad de mano de obra, su alta eficacia en la eliminación de impurezas y su menor generación de contaminación secundaria.
En sentido estricto, las inclusiones presentes en el aluminio fundido también deberían incluir gas, principalmente hidrógeno. Existe una relación parasitaria entre las inclusiones y el gas. Las inclusiones actúan como núcleos de nucleación del gas y lo adsorben. Cuando el contenido de inclusiones sólidas finas es elevado, tras la solidificación se producen más poros de gas (pin) en el interior de la aleación, que adsorben tanto las inclusiones como el gas del metal fundido. La porosidad húmeda empeora, y el gas tiende a permanecer en suspensión en el metal fundido, lo que aumenta la dificultad de su eliminación y puede provocar defectos en el producto, como poros, falta de compactación y grietas. La presencia de inclusiones es un factor limitante clave para la dificultad de eliminación del gas.
En cuanto al rango de control del tamaño de las inclusiones, cada producto presenta una sensibilidad diferente. Las inclusiones pequeñas no se detectan fácilmente debido al movimiento continuo de la interfaz solidificada, por lo que es muy probable que se conviertan en el punto de nucleación de burbujas; además, las inclusiones de entre 10 y 20 μm pueden afectar a la calidad de las piezas fundidas. Con el aumento de la demanda de piezas de fundición más finas y ligeras, los requisitos relativos al tamaño de las inclusiones se han vuelto cada vez más estrictos. En el caso de los componentes de aleaciones de aluminio para la industria aeroespacial, se considera generalmente que las inclusiones superiores a 3-5 μm son perjudiciales. El contenido de inclusiones en el aluminio fundido sin ningún tratamiento es de aproximadamente 0,005–0,02 vol. %. Si el tamaño medio de las inclusiones es de 40 μm, entonces una concentración de inclusiones de 1 ppm también significa que hay unas 110 partículas en 1 kg de fundido. El contenido de inclusiones nocivas debería controlarse, por lo general, en el orden de varios pm.
La eliminación de impurezas nocivas, la mejora continua de la pureza del aluminio fundido y la minimización de los defectos internos y externos de los productos son cuestiones que siguen cobrando cada vez más importancia en la industria del aluminio. Su importancia no se limita únicamente al aluminio utilizado en sectores de alta gama como la aviación, el sector aeroespacial, la electrónica, el embalaje y la automoción, sino que también suscita gran interés en el ámbito de la ampliación del uso del aluminio reciclado. Con el continuo aumento de la proporción de materiales de desecho reciclados, las fuentes y los tipos de inclusiones en el fundido son complejos, y la dificultad para eliminarlas ha aumentado. La filtración de inclusiones se ha convertido en el problema más difícil al que se enfrenta la producción de aluminio de alta gama a partir de aluminio reciclado.