La purification du métal en fusion joue un rôle important dans l'amélioration des propriétés mécaniques des pièces moulées. À l'heure actuelle, le dispositif de filtration utilisé pour purifier le métal en fusion est principalement constitué de filtres en mousse céramique pour la coulée d'aluminium. Ceux-ci permettent d'intercepter efficacement les impuretés nocives présentes dans le métal en fusion, de transformer l'écoulement turbulent en écoulement laminaire et d'éliminer complètement les grosses impuretés du métal en fusion. Ils permettent également d’éliminer les inclusions fines, d’améliorer la structure du métal, de réduire efficacement la teneur en gaz et en éléments nocifs dans le métal en fusion, ainsi que de purifier et d’homogénéiser ce dernier.
Les filtres en mousse céramique destinés à la coulée d’aluminium présentent de bonnes performances à haute température ; ils permettent de filtrer l’aluminium en fusion sans altérer l’alliage et possèdent une bonne porosité traversante, ce qui leur confère de bonnes capacités de filtration et d’adsorption. Ils permettent de réduire la teneur en inclusions d’oxydes et en inclusions de fondants dans la masse fondue. Ils offrent de bons effets de filtration et de purification, ainsi qu’une excellente résistance aux hautes températures, une bonne stabilité aux chocs thermiques et une bonne résistance chimique. Par ailleurs, les filtre en mousse céramique son procédé de fabrication est simple et permet de fabriquer des produits filtrants de plus grandes dimensions.
Filtres en mousse céramique destinés au processus de fabrication de pièces moulées en aluminium
La mousse organique est un matériau à mailles ouvertes qui permet à la pâte céramique de circuler librement et de s'agglomérer, puis qui est cuite pour former un squelette poreux.
Lorsque le milieu liquide est de l'eau, la mousse organique est hydrophile, ce qui lui permet d'être solidement absorbée par la boue céramique. La mousse organique est généralement une éponge polymère obtenue par un procédé de moussage. Elle peut être composée de polyuréthane, de chlorure de polyvinyle, de polystyrène, de latex ou de cellulose.
Découpez la mousse organique en blocs d'une certaine taille ou selon d'autres formes souhaitées. La mousse organique peut être prétraitée avant d'être enduite. Par exemple, elle est chauffée ou hydrolysée afin d'éliminer le film de surface, ce qui permet de s'assurer que les vides ne sont pas obstrués et d'augmenter ainsi la porosité. Après l'hydrolyse, elle est frottée à plusieurs reprises et lavée à l'eau, puis séchée à l'air libre en vue d'une utilisation ultérieure.
En règle générale, avant l'imprégnation en suspension, la mousse organique doit être extrudée à plusieurs reprises afin d'en éliminer l'air, puis l'imprégnation en suspension est effectuée. L'imprégnation en suspension peut être réalisée par adsorption atmosphérique, par adsorption sous vide, par laminage mécanique ou par friction manuelle.
L'imprégnation par suspension consiste en une imprégnation au rouleau. Par exemple, la suspension préparée est appliquée sur l'éponge de mousse de polyuréthane découpée à l'aide d'un rouleau afin de former au moins un revêtement réfractaire.
L'imprégnation de la suspension peut être effectuée une, deux fois ou plus. De préférence, l'immersion dans la boue est répétée plusieurs fois jusqu'à ce que l'air interne soit complètement éliminé. La mousse organique imprégnée est extrudée afin d'éliminer l'excès de boue céramique et d'assurer un revêtement uniforme de la boue sur la structure réticulaire de la mousse ; l'excès de boue est ensuite extrudé pour former un corps vert.
Le corps vert poreux enduit doit être séché. Le séchage peut être effectué dans un endroit frais, à l'air chaud, par infrarouge ou par micro-ondes. Le matériau enduit est séché à une température plus élevée, par exemple entre 100 et 200 °C, afin d'éliminer toutes les substances volatiles restantes. La teneur en humidité après séchage est maintenue dans une fourchette de 1%. La température de frittage est comprise entre 1 000 et 1 600 °C. Le frittage est effectué à 1 300 °C à l'air libre.