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Filtros de cerâmica espumosa para fundições

A filtragem de alumínio fundido utiliza filtros de espuma cerâmica para fundições. Trata-se de um filtro descartável de uso único, fabricado em espuma cerâmica porosa e com tamanho de poros rigorosamente controlado. Devido à sua operação simples e aos bons resultados a curto prazo, esses filtros costumam ser o único equipamento de filtragem em muitas fundições.

Não basta que o filtro de cerâmica em espuma tenha boa eficiência de filtração. Ele também deve apresentar uma vazão elevada e consistente, boa resistência, alta capacidade e boa precisão dimensional. Isso deve ser alcançado com o menor custo possível. Alguns desses parâmetros entram em conflito entre si; por exemplo, se a capacidade do filtro for muito grande, a eficiência de filtração pode ser afetada. Portanto, o filtro mais eficaz é aquele que foi cuidadosamente projetado para oferecer o melhor desempenho em todos esses parâmetros.

Os três parâmetros principais dos filtros cerâmicos de espuma para fundições são:

Área do filtro — quanto maior a área, maior o fluxo potencial de metal. No entanto, devido ao risco de danos, placas grandes podem ser difíceis de manusear.

Tamanho dos poros — Quanto menor o tamanho dos poros, maior a eficiência do filtro. No entanto, é mais provável que isso desestimule os atores de médio prazo.

Espessura — Quanto mais espesso for o filtro, maior será a eficiência da filtragem. No entanto, pode ser mais difícil colocá-lo em funcionamento inicialmente.

No caso de produtos-chave inclusivos, algumas fundições utilizam filtros de leito profundo. Isso geralmente envolve a filtragem do alumínio fundido por meio de camadas de meios cerâmicos de diferentes tamanhos. Embora esses métodos sejam geralmente muito eficazes (normalmente acima de 85%), sua operação pode ser cara. Isso se deve ao espaço físico necessário e à vida útil limitada dos meios filtrantes. Eles geralmente precisam ser substituídos e descartados regularmente.

Para algumas aplicações extremamente críticas, costumam ser utilizados filtros de tubo cerâmico, que são mais caros.

Por meio da filtração profunda de filtro de espuma cerâmica e partículas de cerâmica com revestimento ativo, é possível remover as inclusões do alumínio fundido. Os resultados do ensaio de tração mostraram que o alongamento da amostra filtrada aumentou em 17,93%, mas a resistência à tração não sofreu alteração.

A inspeção por microscópio eletrônico de varredura (MEV) revelou que as fissuras secundárias e amassados na amostra de tração filtrada eram mais finos e mais uniformes em comparação com a amostra de tração não filtrada. Além disso, o exame metalográfico revelou que havia apenas algumas inclusões com diâmetro de cerca de 6 μm na amostra filtrada, enquanto na amostra não filtrada foram encontradas inclusões com diâmetro de cerca de 40 μm. A eficiência de filtragem das partículas cerâmicas revestidas é maior do que a do filtro de espuma cerâmica revestido. O revestimento ativo consegue reter impurezas de forma eficaz e dissolver o Al₂O₃ nelas durante o processo de filtragem.