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Filtragem de inclusões

Filtragem de inclusões

A filtragem de inclusões é um método de purificação da massa fundida por meio de diversos meios rígidos ou fluidos de fluxo, sendo o último processo de purificação próximo à etapa final de fusão e fundição. Anteriormente, após o repouso no forno, o refinamento a gás, o refinamento com quatro fluxos etc., embora as inclusões e os gases das ligas 60% a 80% tenham sido removidos, o metal fundido ainda apresenta partículas mais finas de “hidrogênio residual” dispersas e distribuídas. No processo de refinamento, refinamento de grãos e fluidez, novas inclusões secundárias são produzidas. Antes da fundição, essas impurezas finas devem ser coletadas e separadas. Em comparação com outros métodos de purificação, o filtro de espuma cerâmica O método de filtração tornou-se a primeira opção para a remoção final de impurezas devido ao seu baixo consumo de energia, operação simples, baixa intensidade de mão de obra, alta eficiência na remoção de impurezas e menor poluição secundária.

A rigor, as inclusões presentes na massa fundida de alumínio também devem incluir gás, principalmente hidrogênio. Existe uma relação parasitária entre as inclusões e o gás. As inclusões atuam como núcleos de nucleação do gás e o adsorvem. Quando o teor de inclusões finas sólidas é elevado, há mais poros de gás (pin) no interior da liga após a solidificação, o que aumenta a adsorção do gás pelas inclusões e pelo metal fundido. A porosidade úmida piora, e é fácil que o gás fique suspenso na massa fundida, o que aumenta a dificuldade de remoção e pode causar defeitos como poros, folga e trincas no produto. A presença de inclusões é um fator limitante fundamental para a dificuldade de remoção do gás.

Filtragem de inclusões

No que diz respeito à faixa de controle do tamanho das inclusões, diferentes produtos apresentam sensibilidades distintas. Inclusões pequenas não são facilmente detectadas devido ao movimento contínuo da interface de solidificação; portanto, é muito provável que se tornem o ponto de nucleação de bolhas, e inclusões de 10 a 20 μm podem comprometer a qualidade das peças fundidas. Com o aumento das exigências por peças fundidas mais finas e leves, os requisitos relativos ao tamanho das inclusões tornaram-se cada vez mais rigorosos. Para componentes de liga de alumínio do setor aeroespacial, considera-se geralmente que inclusões acima de 3 a 5 μm são prejudiciais. O teor de inclusões na massa fundida de alumínio sem qualquer tratamento é de cerca de 0,005–0,02 vol%. Se o tamanho médio das inclusões for de 40 μm, então a concentração de inclusões de 1 ppm também significa que cerca de 110 partículas estão contidas em 1 kg de massa fundida. O teor de inclusões prejudiciais deve, em geral, ser controlado na ordem de vários pm.

A remoção de inclusões nocivas, a melhoria contínua da pureza do alumínio fundido e a minimização de defeitos internos e externos dos produtos são questões que continuam a ser tema de grande debate na indústria do alumínio. Sua importância não se limita apenas ao alumínio utilizado em setores de ponta, como aviação, aeroespacial, eletrônicos, embalagens e automotivo, mas também atrai grande atenção na expansão da utilização do alumínio reciclado. Com o aumento contínuo da proporção de resíduos reciclados, as fontes e os tipos de inclusões na massa fundida tornaram-se complexos, e a dificuldade de remoção aumentou. A filtragem de inclusões tornou-se o problema mais difícil enfrentado na produção de alumínio de alta qualidade a partir de alumínio reciclado.