Os filtros cerâmicos de espuma porosa utilizam espuma de poliuretano como suporte, que é imersa em um revestimento composto por pó cerâmico, aglutinante, auxiliar de sinterização, agente de suspensão etc.; em seguida, o excesso de revestimento é removido por extrusão para uniformizar a camada de revestimento cerâmico aplicada ao suporte. O esqueleto se transforma em um corpo verde, e esse corpo verde é seco e queimado em alta temperatura.
Os filtros de espuma cerâmica porosa são divididos em tipos aglutinados e tipos sinterizados. Os primeiros utilizam um aglutinante para unir partículas finas de cerâmica, enquanto os segundos utilizam isolamento térmico de alta temperatura para sinterizar partículas finas de cerâmica relativamente puras.
Os filtros cerâmicos de espuma porosa apresentam uma estrutura exclusiva de rede tridimensional de poros curvos interconectados, com porosidade que varia de 80% a 90%, e possuem os três mecanismos de filtragem e purificação a seguir.
1. Interceptação mecânica
2. Resíduos do retificador
O efeito de retificação do filtro faz com que o canal de fluxo localizado à frente do filtro mantenha a água com alumínio filtrada em um estado de fluxo laminar suave; assim, as reações de oxidação e corrosão do alumínio são atenuadas, facilitando a flutuação e a retenção das inclusões, e o filtro reduz o número de inclusões secundárias.
3. Adsorção profunda
As partículas finas que penetram no filtro são atraídas para a estrutura ou permanecem no espaço morto da malha, devido ao contato total com a malha cerâmica, que apresenta percursos de fluxo complexos.
Por meio desses três mecanismos de filtragem e purificação, é possível filtrar com eficácia grandes inclusões e uma grande quantidade de pequenas partículas em suspensão, com tamanho de até dezenas de mícrons, presentes no alumínio líquido. A eficiência de filtragem do filtro de espuma cerâmica chega a 95%, o que reduz significativamente a taxa de refugo de fundição e a taxa de reparos por soldagem.
Além disso, simplifica o sistema de canais de alimentação e melhora a estrutura metalúrgica, aumentando assim a produção e a produtividade do processo de fundição e melhorando a qualidade interna, a usinabilidade e a maleabilidade da peça fundida.
Portanto, o filtro de espuma cerâmica tem boas perspectivas de aplicação.
Na produção de peças fundidas, a taxa de rejeição devido a defeitos de fundição (como inclusões não metálicas) costuma atingir de 50% a 60% do número total de rejeições. Os defeitos de inclusão não apenas reduzem drasticamente as propriedades mecânicas da peça fundida, mas também afetam negativamente seu desempenho no processamento e sua aparência. Purificar ligas líquidas de fundição e reduzir ou eliminar diversas inclusões não metálicas é, sem dúvida, uma medida técnica muito importante para se obter peças fundidas de alta qualidade. Essa tecnologia de filtragem por filtro de espuma cerâmica porosa pode, de forma eficaz, atingir o objetivo de purificar ligas líquidas de fundição.