Le filtre en mousse céramique d'alumine destiné à la fonderie sert à filtrer les impuretés présentes dans l'aluminium et les alliages d'aluminium lorsque le métal en fusion pénètre dans le moule. Un métal liquide pur permet d'obtenir des pièces moulées de meilleure qualité, de réduire les rebuts et de limiter les défauts d'inclusion.
Ces dernières années, Filtre en mousse céramique d'Al₂O₃ a été mis au point comme un nouveau type de filtre pour métal en fusion destiné à réduire l'écoulement lors de la coulée. L'alumine filtre en mousse céramique pour fonderie permet d'éliminer efficacement les inclusions, de réduire la teneur en gaz du métal liquide et d'assurer un écoulement laminaire, ce qui rend le métal filtré plus pur.
Dans le cadre de cette recherche, un filtre céramique à base de bentonite contenant de l'Al₂O₃ a été mis au point en remplacement d'un filtre céramique en nid d'abeilles, afin d'obtenir un écoulement laminaire et de contrôler le débit d'aluminium fondu. La technologie de réplication a été utilisée pour fabriquer une mousse céramique réticulée à partir d'une éponge. La bentonite sert à lier les particules d'alumine à température ambiante et à la température de frittage. Le nombre de trous par pouce et le diamètre des trous ont été optimisés pour obtenir un débit d’aluminium fondu suffisant. Les caractéristiques de surface du filtre céramique ont également été améliorées afin de contrôler le débit.
La filtration est l'un des procédés d'affinage les plus courants utilisés pour éliminer les inclusions non métalliques et intermétalliques lors de la coulée d'alliages d'aluminium. L'affinage de la masse fondue permet d'améliorer l'homogénéité du métal, d'optimiser ses propriétés mécaniques, d'éliminer de nombreux défauts métallurgiques, d'améliorer l'aspect de la surface de la pièce moulée et d'améliorer considérablement son usinabilité.
Les principales sources d'inclusions sont les produits d'oxydation du métal et des scories, les matériaux réfractaires, les résidus d'agents d'affinage, les matériaux de coulée et l'érosion, les inclusions endogènes dans le métal, ainsi que les inoculants non dissous ou les résidus d'ajouts d'alliages.
Le processus de filtration est un mécanisme complexe qui dépend de facteurs liés à la dynamique des fluides, tels que l'écoulement, la turbulence, les forces de surface et les forces physiques, ainsi que des interactions chimiques et métallurgiques entre les inclusions, le milieu filtrant et le métal liquide.
L'utilisation de filtre en mousse céramique pour la filtration des métaux constitue un moyen efficace de contrôler le niveau d'inclusions. Le filtre en mousse serait doté d'un tube torsadé unique traversant son corps, qui retient les inclusions et permet un écoulement laminaire propre de la masse fondue dans la cavité du moule. Le filtre en mousse céramique présente une structure à cellules ouvertes et à fenêtres, une porosité très élevée et une très grande surface spécifique pour retenir les inclusions.