Filtro de espuma cerâmica para purificação de ligas de alumínio

Filtro de espuma cerâmica para liga de alumínio

Na produção de peças fundidas de alumínio, a taxa de rejeição devido a defeitos de fundição, como inclusões não metálicas, geralmente atinge 50% 60% do número total de rejeições. Os defeitos por inclusão não apenas reduzem drasticamente as propriedades mecânicas das peças fundidas, mas também têm um efeito prejudicial sobre suas propriedades de usinagem e aparência. A purificação de ligas líquidas de fundição e a redução ou eliminação de várias inclusões não metálicas são, sem dúvida, uma medida técnica muito importante para se obter peças fundidas de alta qualidade. Desde a primeira pesquisa bem-sucedida com filtro de espuma cerâmica para liga de alumínio, em 1978, a tecnologia de filtros de espuma cerâmica tem se desenvolvido rapidamente. O uso da tecnologia de filtros de espuma cerâmica permite atingir efetivamente o objetivo de purificar a liga de alumínio fundida.

O filtro de espuma cerâmica (CFF) para liga de alumínio utiliza espuma de poliuretano como suporte, que é imersa em um revestimento composto por pó cerâmico, aglutinante, auxiliar de sinterização, agente de suspensão etc., e, em seguida, o excesso de revestimento é removido por espremedura. O revestimento cerâmico é aplicado uniformemente sobre a estrutura de suporte para formar um corpo verde, que é então seco e cozido em altas temperaturas.

Filtros cerâmicos de espuma são divididos em dois tipos: o tipo de ligação e o tipo de sinterização. O primeiro utiliza um aglutinante para unir as partículas finas de cerâmica, enquanto o segundo recorre à manutenção do calor em alta temperatura para sinterizar e fundir as partículas finas de cerâmica mais puras.

A estrutura esquelética exclusiva em forma de malha tridimensional com orifícios curvos interligados do filtro de espuma cerâmica faz com que tenha uma porosidade aberta tão alta quanto a do 80%-90% e apresenta os três mecanismos de filtragem e purificação a seguir:

Uma delas é a interceptação mecânica. A segunda é a remoção por retificação; ou seja, o efeito de retificação do filtro faz com que o canal à frente do filtro fique cheio, de modo que a água de alumínio filtrada permaneça em um estado de fluxo laminar suave, e as reações de oxidação e erosão da água de alumínio sejam enfraquecidas, facilitando assim que as inclusões flutuem e sejam capturadas, reduzindo assim o número de inclusões secundárias após o filtro. A terceira é a adsorção profunda, ou seja, as pequenas inclusões que entram no filtro são adsorvidas na estrutura ou ficam presas nos cantos mortos da rede devido ao contato total com a rede cerâmica, que possui um trajeto de fluxo complexo.

O filtro de espuma cerâmica para liga de alumínio utiliza esses três mecanismos de filtragem e purificação para remover com eficiência grandes inclusões e algumas pequenas inclusões em suspensão, com tamanho de até dezenas de mícrons, do metal fundido.