Filter Foundry

Les premiers essais concluants de filtration en fonderie pour le métal en fusion remontent à 1978 ; depuis, la technologie de filtration par céramique expansée s'est développée rapidement.

Filter Foundry

Le CFF (Filtre en mousse céramique) utilise de la mousse de polyuréthane comme support, qu’on plonge dans un enrobage composé de poudre céramique, d’un liant, d’un adjuvant de frittage et d’un agent de suspension, avant d’en extraire l’excès d’enrobage. L’enrobage céramique recouvre uniformément la structure du support pour former un corps vert, qui est ensuite cuit et calciné à haute température. Le filtre en céramique expansée se subdivise en deux types : le filtre lié et le filtre fritté. Le premier repose sur le liant pour agglomérer les particules fines de céramique, tandis que le second repose sur le maintien de la chaleur à haute température pour permettre aux particules fines de céramique pure de se fritter et de se fondre entre elles.

Le filtre en céramique alvéolaire présente une structure unique en forme de squelette tridimensionnel constitué de mailles courbes interconnectées, dont la porosité ouverte peut atteindre 80%-90%, et qui repose sur les trois mécanismes de filtration et de purification suivants :

1. L'une d'entre elles est l'interception mécanique.
2. Le deuxième est le filtrage des scories, c'est-à-dire que l’action de rectification du filtre permet de maintenir le courant de fonte en état de plénitude en amont du filtre, ce qui assure un écoulement laminaire stable de la fonte filtrée et atténue les réactions d’oxydation et d’érosion de la fonte. Les inclusions peuvent ainsi remonter facilement à la surface et être capturées, ce qui réduit le nombre d’inclusions secondaires en aval du filtre.
3. Le troisième principe est celui de l'adsorption en profondeur : les particules fines qui pénètrent dans le filtre sont adsorbées sur le squelette ou piégées dans les recoins du réseau, grâce au contact total avec le réseau céramique dont le parcours d'écoulement est complexe.

Grâce à ces trois types de mécanismes de purification par filtration, il permet d'éliminer efficacement les grosses impuretés ainsi qu'un grand nombre de petites impuretés en suspension, dont la taille peut descendre jusqu'à quelques dizaines de microns, présentes dans le métal liquide. Les résultats des essais montrent que l’efficacité de filtration du filtre en mousse céramique atteint 95%, tandis que celle du filtre à fibres double couche n’est que de 67%, ce qui réduit considérablement le taux de rebut et le taux de retouches par soudage des pièces moulées. De plus, il permet de simplifier le système de coulée, d’améliorer la structure métallographique, d’augmenter le rendement et la productivité du processus de moulage, ainsi que d’améliorer la qualité interne, les performances fonctionnelles et l’usinabilité de la pièce moulée. Par conséquent, le filtre en céramique alvéolaire présente de bonnes perspectives d’application.

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