Filtro cerâmico de espuma para fundição de alumínio

O filtro cerâmico de espuma para fundição de alumínio é fabricado com um material de espuma flexível de célula aberta, de preferência hidrofóbico, que possui uma pluralidade de vazios interconectados, rodeados por uma rede do referido material de espuma flexível. Os materiais típicos que podem ser utilizados incluem espumas poliméricas, como as espumas de poliuretano, e espumas de celulose. De modo geral, pode-se utilizar qualquer espuma plástica orgânica combustível que possua elasticidade e a capacidade de recuperar sua forma original. A espuma deve ser queimada ou volatilizada abaixo da temperatura de queima do material cerâmico utilizado.

A pasta cerâmica aquosa utilizada deve ser tixotrópica, apresentar fluidez relativamente alta e consistir em uma suspensão aquosa de cerâmicas destinadas ao uso no material. Entre os materiais cerâmicos típicos que podem ser utilizados preferencialmente estão a alumina e outros, como zircônia, cordierita, mulita e similares.

O material de espuma flexível é impregnado com a pasta cerâmica aquosa, de modo que a malha fibrosa seja revestida por ela e os vazios sejam preenchidos com ela. Geralmente, é preferível simplesmente mergulhar a espuma na pasta por um tempo curto o suficiente para garantir que ela fique completamente impregnada.

Em seguida, o material de espuma impregnado é comprimido para descarregar parte da pasta, enquanto a malha fibrosa fica parcialmente coberta por ela e apresenta múltiplos poros obstruídos em todo o corpo, a fim de aumentar a tortuosidade do trajeto do fluxo, ou seja, distribuídos uniformemente por todo o corpo cerâmico, em vez de distribuí-los em grupos. Em operação contínua, a espuma impregnada pode ser passada por rolos pré-ajustados para alcançar a descarga ideal da pasta da espuma e manter o nível desejado de impregnação nela. Naturalmente, isso pode ser feito manualmente, simplesmente comprimindo o material de espuma flexível até o grau desejado. Nesta etapa, a espuma ainda é flexível e, se necessário, pode ser moldada em uma estrutura adequada para a tarefa específica de filtragem, a saber, uma placa curva, um cilindro oco etc. A espuma moldada deve ser mantida no lugar por meios convencionais até a decomposição do substrato orgânico ou, de preferência, até que a cerâmica seja sinterizada. A espuma impregnada é então seca por qualquer meio adequado, como secagem ao ar, secagem acelerada a uma temperatura de 100 °C a 700 °C por 15 minutos a 6 horas, ou por secagem por micro-ondas. A secagem ao ar pode ser concluída em 8 a 24 horas. Após a secagem, o material é aquecido a uma temperatura elevada para sinterizar o revestimento cerâmico na malha fibrosa, deixando múltiplos poros bloqueados, conforme descrito acima.

O filtro de cerâmica de espuma para produtos de fundição de alumínio é um material poroso, fundido material de espuma cerâmica que é essencialmente isenta de componentes orgânicos e se caracteriza por suas propriedades mecânicas, térmicas e químicas superiores às dos materiais de espuma cerâmica conhecidos até o momento. A espuma cerâmica se caracteriza por possuir uma estrutura de células abertas com múltiplos vazios interconectados, rodeados por uma malha cerâmica, sem a presença de ligantes potencialmente nocivos ou de fases vítreas ou argilosas. A espuma é um produto sólido sinterizado, especialmente adequado para aplicações em altas temperaturas, como a filtragem de ferro ou alumínio. Qualquer pequena quantidade de aditivos orgânicos será eliminada durante o processo de calcinação. Se necessário, uma pequena quantidade de aditivos inorgânicos pode ser utilizada sem comprometer o desempenho, como menos de 1% de auxiliares de sinterização, tais como óxido de zinco, inibidores de crescimento de grãos, como óxido de magnésio, ou aditivos reológicos inorgânicos, como argila.