Filtration de l'aluminium en fusion pour la coulée

En effet, le métal en fusion, en particulier l'aluminium en fusion, contient souvent des solides entraînés, qui nuisent à la qualité du produit moulé final. Ces solides entraînés apparaissent sous forme d’inclusions dans le produit moulé final après la solidification du métal en fusion, et entraînent une diminution de la ductilité du produit final ou une altération de la finesse de surface et des propriétés d’anodisation de celui-ci. Les inclusions peuvent provenir de plusieurs sources. Par exemple, elles peuvent provenir d’un film d’oxyde de surface qui se brise et est entraîné dans le métal en fusion. De plus, elles peuvent résulter d’impuretés insolubles, telles que des carbures, des borures, ou encore de la corrosion des matériaux réfractaires du four et de la cuve. C’est pourquoi la filtration de l’aluminium en fusion destiné à la coulée est indispensable.

Il va de soi que il existe un besoin important de concevoir un filtre amélioré permettant d’éliminer ou de réduire les solides entraînés dans le produit moulé final, en particulier pour la filtration de l’aluminium fondu destiné à la coulée, notamment lorsque le métal obtenu est utilisé dans des produits décoratifs, tels que des séries de bordures ou de plaques décoratives en alliages d’aluminium, comme les alliages 5252 et 5657. Parmi les autres alliages d’aluminium qui bénéficient d’une filtration améliorée, on peut citer les feuilles d’aluminium pour condensateurs fabriquées à partir d’alliages de la série 1000, tels que les alliages 1145 et 1188. Afin de réduire les défauts de piqûres sur les produits destinés au métro léger et d’optimiser l’efficacité du laminage ; les alliages extrudés à haute résistance, tels que les alliages d’aluminium 2024 et 7075, pour obtenir une qualité ultrasonique élevée ; et les alliages extrudés de la série 6000, tels que l’alliage d’aluminium 6061, afin d’obtenir une productivité plus élevée lors de l’opération d’extrusion.

Les inclusions susmentionnées entraînent une perte de performances de l'alliage solidifié final, ainsi qu'une baisse du rendement de fabrication et une perte de performances du produit fini. Par exemple, parmi les défauts de finition particulièrement importants dans les bandes ou tôles décoratives en alliage d'aluminium 5252, on trouve un défaut de nature plus fine appelé « défaut linéaire ».

Les procédés de traitement de la masse fondue rigoureux (tels que la fusion sous flux gazeux) réduisent au minimum l’apparition de ces défauts. Cependant, ces méthodes ne permettent pas de les ramener à un niveau satisfaisant pour les applications critiques. Classiquement, on recourt à la filtration de la masse fondue pour réduire l’ampleur de ces défauts et d’autres défauts causés par des inclusions dans la masse fondue. La forme la plus courante de filtration de la masse fondue consiste à utiliser un tamis en tissu de verre à mailles ouvertes, placé dans une cuve de transfert et de coulée ou dans un bain de métal en fusion au-dessus d’un lingot solidifié. Il a été constaté que ces filtres ne sont que partiellement efficaces, car ils n’éliminent que les inclusions de grande taille. Un autre filtre couramment utilisé est, par exemple, un filtre à lit constitué d’alumine en forme de plaques. Ces filtres présentent de nombreux inconvénients, dont le plus grave est l’énorme difficulté rencontrée pour contrôler et maintenir la taille des pores nécessaire à une filtration efficace. Une autre difficulté liée à ces filtres est qu’ils ont tendance à produire un métal de mauvaise qualité initiale au début de chaque cycle de coulée continue. Ce comportement entraîne ce que l’on appelle “ l’effet de jonction ” des lingots : les parties de jonction des lingots, de qualité relativement médiocre, doivent être rejetées et recyclées. De plus, même en l’absence de filtre, le métal présent dans le filtre à lit doit rester en fusion.

C'est pourquoi AdTech a conçu filtre en mousse céramique et un procédé de filtration de l'aluminium fondu destiné à la coulée, particulièrement utile pour filtrer le métal en fusion. Un filtre en mousse céramique présente de nombreux avantages pour la filtration du métal en fusion, notamment de l'aluminium fondu, et peut être facilement fabriqué à un coût raisonnable. Il ne contamine pas la masse fondue et n'entraîne pas de détérioration des caractéristiques requises du produit métallique final.