Le procédé de fabrication des filtres pour métaux en fusion destinés à la fonderie consiste généralement à presser de l'éponge de polyuréthane excédentaire et séchée dans une suspension céramique, puis à procéder à une cuisson et à une consolidation à haute température afin d'obtenir un matériau céramique poreux tridimensionnel conservant sa structure alvéolaire d'origine.
Compte tenu de son efficacité de filtration et de sa résistance, le filtre en mousse céramique ainsi obtenu ne présente plus une structure réticulaire tridimensionnelle. Il s'agit plutôt d'un ensemble de tubes interconnectés, torsadés et d'épaisseur irrégulière. Cette surface de paroi irrégulière joue un rôle clé dans la capture des petites inclusions présentes dans la masse d'aluminium en fusion, ce qui correspond à la filtration en profondeur.
C'est là la différence fondamentale entre la maille de l'écran et la filtre en mousse céramique pour la fonderie. Cette structure en réseau tridimensionnelle élargit le trajet d'écoulement de l'aluminium en fusion, favorise le contact entre celui-ci et la plaque filtrante et augmente la capacité d'adsorption des particules d'inclusion.
Au début, le filtrage en surface retient les grosses particules, tandis que les petites particules sont éliminées par un mécanisme de filtration en profondeur. À mesure que se forment des dépôts en surface, ceux-ci peuvent retenir aussi bien les grosses que les petites particules. Les petites particules en suspension peuvent être capturées par un mécanisme de filtration en profondeur. À ce stade, l'efficacité de filtration du filtre en mousse céramique s'en trouve améliorée.
Lorsque l'adsorption des particules atteint la saturation, c'est-à-dire lorsque le nombre de particules adsorbées à partir de la masse fondue est égal à celui des particules emportées par le flux de masse fondue, la capacité d'élimination des scories diminue.
Mécanisme de filtration du filtre pour métal en fusion de fonderie
Le filtre en mousse céramique destiné à la coulée a pour principale fonction d'éliminer les inclusions présentes dans la masse d'aluminium en fusion. Les inclusions dans la masse en fusion se présentent généralement sous trois formes : des oxydes métalliques, des particules de matériaux réfractaires et d'autres particules étrangères, c'est-à-dire des particules introduites au cours du processus de fusion.
Il existe trois méthodes pour éliminer les particules en suspension dans la masse fondue :
- Sédimentation : accumulation de particules au fond de la masse fondue.
- Des bulles mixtes flottantes se rassemblent à la surface de la masse fondue.
- Filtration : séparation des particules de la masse fondue à l'aide de matériaux poreux.
La sédimentation naturelle se produit généralement lorsque les particules sont denses et grossières ; les particules de taille inférieure à 90 µm ne sont pas très efficaces pour la sédimentation statique.