O filtro cerâmico para alumínio deve remover eficazmente as partículas de inclusões, sem, no entanto, oferecer resistência excessiva ao fluxo do metal. Para funcionar adequadamente, o filtro também deve suportar as tensões térmicas e mecânicas que ocorrem durante a fundição. O filtro não deve aderir devido às interações entre o metal, a escória e o próprio filtro, nem deve sofrer corrosão devido às forças que atuam sobre ele durante o fluxo do metal.
Tipos de filtro cerâmico para alumínio
Os filtros disponíveis no mercado apresentam: 1) poros diretos com seção transversal constante (tipo favo de mel); ou 2) poros interligados com inúmeras mudanças de direção e seção transversal, obtidos por espumagem. O terceiro tipo de filtro tem formato de funil, com fendas estreitas no corpo em forma de funil. Os materiais refratários mais comumente utilizados são a alumina, a zircônia, a zircônia-espinélio, o carboneto de silício e misturas desses materiais.
Tamanho dos poros (células) e porosidade
Celular (poroso) e filtros de espuma cerâmica são produzidos em uma determinada faixa de tamanhos de poros. No caso dos filtros celulares, o tamanho dos poros é geralmente expresso como a razão entre o número de células por polegada quadrada. Já nos filtros de espuma, o tamanho dos poros é geralmente expresso pela razão entre o número de poros atravessados por uma linha reta – poros por polegada.
O tamanho dos poros dos filtros extrudados varia normalmente entre 64 e 121 e 240 poros por polegada quadrada. Para filtros de espuma, os tamanhos de poros mais comuns são 10, 20 e 30 poros por polegada. Para fundição de ferro e aço, prefere-se tamanhos de poros maiores para proporcionar velocidades suficientes de preenchimento do molde. Tamanhos de poros menores podem ser utilizados quando as ligas são fundidas com superaquecimento muito elevado e na fundição por cera perdida, na qual o filtro é aquecido juntamente com o molde.
Os tamanhos reais dos poros e a área superficial são rapidamente determinados para filtros em forma de favo de mel prensados. A geometria dos filtros de poros é incomparavelmente mais complexa. Os filtros de espuma cerâmica são compostos por células arredondadas conectadas por meio de várias “janelas”. O diâmetro dessas células determina a superfície interna do filtro de espuma cerâmica. O tamanho da janela representa o diâmetro do canal de restrição para a passagem do metal fundido.
Os filtros são posicionados horizontalmente na cavidade na parte inferior do molde, o que permite que o metal fundido passe pela superfície aberta do filtro. O metal fecha rapidamente a superfície do filtro, reduzindo assim quaisquer gradientes térmicos na estrutura do filtro. Esse sistema protege contra choques, que seriam resultado do fluxo de metal sobre o filtro, reduzindo a probabilidade de falha do filtro.
Os filtros também funcionam bem na posição vertical, embora, nesse caso, sejam mais difíceis de substituir. Os filtros redondos são mais fáceis de instalar na vertical do que os quadrados.
