Avec le développement rapide de l'industrie de la fonderie, les exigences en matière de propreté du métal en fusion et de performances des pièces moulées ne cessent de s'accroître. Ces dernières années, le procédé de filtration par mousse céramique a été largement adopté dans la production de pièces moulées ; il est désormais considéré comme la méthode la plus simple et la plus efficace pour améliorer les propriétés mécaniques des pièces moulées et réduire les pores et les inclusions.
La fonction principale du filtre en mousse céramique consiste à éliminer les impuretés et les bulles présentes dans le métal en fusion, à purifier ce dernier et à régulariser son écoulement grâce à la filtration, afin de stabiliser cet écoulement et d'empêcher toute oxydation secondaire. La filtration assurée par le filtre en mousse céramique repose principalement sur les mécanismes suivants.
Mécanisme de filtrage
- Criblage mécanique (interception) : éliminer les grosses particules d'oxydes mélangés, filtrer les bulles présentes dans le métal en fusion et réduire les effets néfastes des scories en fusion sur les pièces moulées.
- Mécanisme du gâteau de filtration : les grosses particules d'oxydes mixtes interceptées s'accumulent au-dessus du filtre pour former un gâteau de filtration, ce qui renforce la capacité du filtre à retenir les petites particules d'oxydes mixtes.
Types de filtres en mousse céramique
Il existe de nombreux types de filtres en mousse céramique, utilisés pour la filtration lors de la coulée de différents métaux en fusion. De manière générale, on peut les classer comme suit : filtres en mousse céramique pour l'acier moulé ; filtres en mousse céramique pour la fonte et le cuivre moulés ; filtres en mousse céramique pour les alliages d'aluminium ; filtres en mousse céramique pour les alliages de magnésium.
Sélection de la taille des pores d'un filtre en mousse céramique
La taille des pores du filtre en mousse céramique doit être choisie en fonction de la nature du métal en fusion à filtrer. Pour filtrer un métal liquide visqueux et épais, présentant une faible fluidité et contenant de grosses particules d’impuretés, il convient de choisir un filtre à pores plus larges ; pour filtrer un métal liquide présentant une bonne fluidité et peu concentré, il convient de choisir un filtre à pores plus fins. Si la taille des pores est trop grande, le filtre ne peut pas remplir sa fonction de filtration ; si elle est trop petite, cela peut entraîner un colmatage prématuré du filtre, ce qui peut provoquer l'interruption prématurée de la filtration, voire l'échec de celle-ci. Ceci est particulièrement important pour la fonte ductile.
Principes généraux régissant le choix de la taille des pores d'un filtre en mousse céramique :
- La taille de trou de 10 ppi peut être utilisée pour la fonte ductile, la fonte grise de grande taille et les pièces moulées en acier ;
- Les spécifications relatives à la taille des alésages de 20 ppi s'appliquent aux pièces moulées en fonte malléable, aux petites pièces moulées en fonte grise et aux pièces moulées en alliages non ferreux ;
- La spécification relative à la taille des trous est de 30 ppi pour les pièces moulées en alliage de cuivre et en alliage d'aluminium.