A tecnologia de filtragem com cerâmica espumosa surgiu na década de 1970 e tem sido amplamente adotada nos Estados Unidos, Canadá, Japão, França, Austrália e Suíça. É a maneira mais eficaz de remover inclusões do alumínio fundido.
Nos últimos anos, algumas novas tecnologias para a purificação do alumínio fundido têm sido pesquisadas tanto no país quanto no exterior, tais como o processamento dinâmico a vácuo, a purificação por desgaseificação contínua por ultrassom e os filtros de cerâmica de corindo, que têm obtido resultados muito bons. No entanto, esses métodos de processo são relativamente complicados e onerosos, sendo difícil promovê-los amplamente na produção. Quanto à peneira metálica e à filtragem com tecido de fibra, apenas as grandes inclusões na liga de alumínio fundida podem ser removidas, mas as inclusões abaixo do nível de mícron não podem ser eliminadas, e a peneira metálica também contamina a liga de alumínio. O uso de placas filtrantes de cerâmica espumosa permite filtrar inclusões finas e melhorar significativamente as propriedades mecânicas e a qualidade estética das peças fundidas.
Tecnologia de filtração com espuma cerâmica
O placa filtrante de espuma cerâmica possui uma rede multicamadas e orifícios passantes multidimensionais, e os orifícios se comunicam entre si. Durante a filtragem, o alumínio fundido transporta inclusões e flui ao longo dos canais sinuosos e poros, sendo diretamente interceptado, adsorvido, depositado etc. ao entrar em contato com a estrutura espumada da placa filtrante. Quando o material fundido flui pelo orifício, o canal da placa filtrante é curvo; o material fundido que passa pelo canal muda a direção do fluxo, e as inclusões colidem com a parede do orifício e aderem firmemente a ela.
Aplicações do filtro de espuma cerâmica
A placa filtrante de espuma cerâmica está instalada no Caixa de filtro CFF. Ele pode passar pelas linhas de resfriamento e aquecimento sem rachar e possui alta resistência, bom desempenho na retenção de calor e outras vantagens. Quanto mais próxima a caixa de filtragem estiver da placa divisória, melhor, pois isso pode encurtar a distância percorrida pelo fluxo após a filtragem do alumínio líquido e reduzir ou evitar a oxidação. O alumínio fundido flui para fora da boca do forno, passa pela caixa de filtragem e, em seguida, flui pela calha de fluxo para a placa distribuidora. Quando o dispositivo de filtragem é acionado, a queda antes e depois da filtragem do metal fundido é de cerca de 50 mm. Com o prolongamento do tempo de filtragem, as inclusões na superfície da placa de filtragem e na parede dos poros aumentam, a vazão do filtro diminui e a diferença entre a parte dianteira e a traseira aumenta. No final da fundição, a queda aumenta para 60 a 120 n. A seleção da placa filtrante deve basear-se no fluxo do alumínio fundido e, em segundo lugar, deve-se levar em consideração a limpeza do metal fundido, o maior teor de inclusões e a vazão total do metal fundido.
A eficácia da filtragem de metal fundido pelo filtro de espuma cerâmica é garantida principalmente por seu tamanho e porosidade. Quanto maiores forem os poros da placa filtrante, pior será a remoção de escória. Para peças fundidas de alumínio com requisitos rigorosos, deve-se selecionar uma placa filtrante com poros pequenos. Por exemplo, utiliza-se uma placa filtrante com 40 a 45 orifícios por polegada.
Ao projetar o dispositivo de filtragem, é necessário garantir que a placa de filtragem esteja imersa no alumínio fundido durante a vazão da massa fundida, de acordo com as especificações do palete selecionado, bem como com a inclinação da boca do forno e da placa divisória. Além disso, deve-se levar em conta que a instalação e a desmontagem sejam muito seguras e convenientes, e que o alumínio líquido na caixa de filtragem possa ser completamente drenado após a fundição do metal.
A prática tem demonstrado que a tecnologia de filtragem com filtros de cerâmica em espuma é, atualmente, a ferramenta mais eficaz para remover inclusões oxidadas em fundições de renome. A filtragem geral por fibra só consegue remover inclusões de grande porte, enquanto as placas de filtro de cerâmica em espuma são capazes de filtrar simultaneamente tanto as inclusões de grande porte quanto as de pequeno porte.