Le métal en fusion contient généralement des matières solides, telles que des oxydes métalliques et d'autres impuretés, qui peuvent conférer au produit moulé final des caractéristiques indésirables. Les filtres en mousse céramique ont été conçus pour éliminer ces impuretés du métal en fusion pendant le processus de coulée. En général, le filtre en mousse céramique est constitué de matériaux réfractaires capables de résister aux températures élevées associées au métal en fusion.
Les filtres résistants au feu les plus couramment utilisés présentent un aspect semblable à celui de la mousse et sont appelés « filtres en mousse » dans le secteur de la filtration des métaux. Il s’agit généralement de filtres en mousse céramique. Le filtre en mousse comporte un réseau de brins qui définit une multitude d’ouvertures interconnectées. Le parcours de l’écoulement à travers ce filtre étant sinueux, son efficacité de filtration est bien supérieure à celle du filtre en nid d’abeille.
Procédé de fabrication d'un filtre en mousse céramique réfractaire
Le réfractaire filtre en mousse céramique présente une structure réticulaire tridimensionnelle et comporte au moins une surface latérale et deux surfaces d'écoulement opposées. En général, les mousses à cellules ouvertes, telles que les mousses de polyuréthane réticulées, sont imprégnées d'une suspension aqueuse composée de particules réfractaires et d'un liant. La mousse imprégnée est comprimée pour évacuer l’excès de suspension, puis séchée et calcinée afin d’éliminer la mousse organique et de fritter les particules réfractaires ainsi que le liant présents dans le revêtement de suspension. On obtient ainsi une mousse céramique solide comportant une pluralité de vides interconnectés, lesquels présentent sensiblement la même configuration structurelle que la mousse de départ. Bien que l’efficacité de filtration soit considérablement améliorée par rapport au filtre poreux décrit précédemment, la résistance mécanique du filtre en mousse céramique est relativement faible.
Le filtre en mousse étant poreux dans toutes les directions et sa surface périphérique n'étant pas plane, une partie du métal en fusion peut s'écouler autour du bord du filtre ou ne traverser qu'une partie de celui-ci, ce qui réduit l'efficacité de la filtration. Nous utilisons trois types de matériaux d'étanchéité (coton fibreux, papier fibreux, coton expansé) pour sceller le filtre en mousse céramique, afin que le métal en fusion soit parfaitement filtré et ne s'échappe pas.