La présence d’impuretés et d’inclusions particulaires peut entraîner des problèmes esthétiques et fonctionnels, ce qui se traduit en fin de compte par une augmentation des coûts due au gaspillage et aux traitements supplémentaires. Il est donc essentiel pour l’industrie métallurgique de réduire la teneur de ses produits en telles impuretés. Bien que les progrès réalisés dans les matériaux, les procédés et le traitement des métaux aient permis de réduire la quantité d’inclusions, la filtration peut encore permettre d’obtenir des réductions supplémentaires. Les médias filtrants conventionnels comprennent les tamis en fibre de verre ou en métal, les noyaux filtrants en céramique, les monolithes extrudés, les lits d’agrégats sphériques non liés ou les agrégats liés, ainsi que les filtres en mousse céramique largement utilisés. Ces filtres ont d’abord été utilisés pour la coulée d’aluminium primaire. AdTech dispose d’une ligne de production de filtres en mousse céramique capable de répondre aux besoins de production de pièces moulées en aluminium primaire dans les fonderies d’aluminium.
Fabrication de filtres en mousse céramique
La méthode traditionnelle filtre en mousse céramique est constitué d'une mousse souple hydrophile à cellules ouvertes comportant des vides interconnectés, qui sont entourés d'un réseau formé par cette mousse souple. La mousse présente entre 2 et 25 pores par centimètre et doit pouvoir brûler à une température égale ou inférieure à la température de cuisson du matériau céramique. La taille de la mousse dépend de la taille souhaitée du matériau filtrant final et présente généralement une épaisseur comprise entre 2 et 5 cm.
La suspension céramique aqueuse est naturellement appliquée sur le matériau céramique requis afin de filtrer le métal sélectionné. Cette suspension doit présenter certaines caractéristiques pour que le produit final puisse résister à la corrosion du métal en fusion sous l'effet d'attaques chimiques, et offrir une résistance mécanique ainsi qu'une résistance aux températures élevées. De plus, la suspension doit présenter une fluidité élevée et être constituée de la suspension aqueuse de céramique destinée au filtre. Les matériaux céramiques typiquement utilisables comprennent l’oxyde d’aluminium, l’oxyde de chrome, l’oxyde de zirconium, l’oxyde de magnésium, l’oxyde de titane, le dioxyde de silicium, le carbure de silicium et leurs mélanges.
Pour une utilisation avec l'aluminium fondu et ses alliages, les boues à base d'alumine donnent d'excellents résultats. Pour le cuivre et ses alliages, on privilégie l'oxyde de zirconium ou l'oxyde de chrome. Pour les pièces moulées en acier, on utilise généralement de la zircone partiellement stabilisée, de l'alumine à haute teneur, des mélanges de zircone et d'alumine, ainsi que des filtres en carbure de silicium. En règle générale, la boue contient entre 10 et 40% d'eau. Des additifs tels que des adhésifs et des agents mouillants pour mousse peuvent être incorporés à la boue.