O filtro metalúrgico só consegue remover as inclusões que já se encontram na corrente líquida, e apenas as impurezas infusíveis podem ser removidas por meio do filtro de metal fundido. A ideia de reduzir as inclusões nas peças fundidas é tão antiga quanto a própria fundição. Nas décadas de 1920 e 1930, utilizou-se um sistema de canais de alimentação para projetar um saco de escória destinado a capturar inclusões em metais ferrosos com grande diferença de densidade nas inclusões metálicas. O canal de alimentação plano é utilizado para aumentar a capacidade do canal de capturar inclusões e é eficaz para inclusões de filme de óxido. O elemento filtrante foi projetado na década de 1960 para capturar partículas grossas. Filtros de espuma cerâmica começou a ser utilizado em aplicações industriais na década de 1970, principalmente em ligas de alumínio. Desde a década de 1980, tem sido aplicado em ferro fundido, e sua aplicação em aço fundido surgiu posteriormente para substituir o complicado projeto do canal de fundição por um filtro, com melhores resultados.
Mecanismo de filtragem do filtro metalúrgico
O mecanismo de filtragem por tela faz com que a parte frontal (entrada) do filtro retenha partículas de grande porte, maiores do que sua abertura.
O mecanismo de filtragem em camadas é formado pelas inclusões inicialmente retidas na superfície do filtro. As inclusões menores são retidas pelas inclusões maiores.
O mecanismo de filtragem profunda ocorre em todo o volume do filtro. O princípio se baseia na adesão das impurezas à parede do filtro cerâmico e na adesão mútua entre as próprias impurezas.
O filtro de espuma cerâmica baseia-se em um sistema de estrutura celular pentaédrica interconectada. O filtro de espuma é fabricado por imersão de espuma de poliuretano em uma suspensão cerâmica adequada. Após a queima da espuma, obtém-se a estrutura do filtro cerâmico. Sua porosidade é determinada pela porosidade da espuma utilizada. A porosidade é avaliada pelo número de poros por polegada (254 mm), definido como ppi (poros por polegada, ou seja, o número de poros por polegada). Na fundição, geralmente são utilizados filtros com porosidade de 20, 30 e 50 ppi. O valor de ppi não é o valor real; trata-se apenas de um código. O valor real de ppi é inferior ao valor indicado.
O fluxo de metal no canal de alimentação costuma ser turbulento. A turbulência causa a erosão da parede do perfil e a oxidação do metal, resultando no aumento de inclusões e no aprisionamento de gás. O padrão de fluxo depende do tipo de liga, da forma do sistema de alimentação, da mudança na direção do fluxo do metal e da velocidade do fluxo. Ao passar pelo filtro, o fluxo se torna calmo — o fluxo turbulento se transforma em fluxo laminar. Após uma certa distância, a turbulência reaparece, mas geralmente em menor grau do que antes do filtro. Isso é muito importante para a fundição de ligas de alumínio.