Фильтрация включений — это метод очистки расплава с помощью различных твердых или жидких флюсовых сред, представляющий собой последнюю стадию очистки, непосредственно предшествующую окончательным этапам плавки и литья. Ранее, после отстоя в печи, газовой очистки, очистки четырьмя флюсами и т. д., хотя включения и газ из марок от 60% до 80% и были удалены, в расплаве все еще остаются диспергированные и распределенные более мелкие частицы “разнородного водорода”. В процессе рафинирования, утончения зерна и течения образуются новые вторичные включения. Перед разливкой эти мелкие примеси необходимо собрать и отделить. По сравнению с другими методами очистки, керамический пенопластовый фильтр Метод фильтрации стал предпочтительным способом окончательного удаления примесей благодаря низкому энергопотреблению, простоте эксплуатации, низкой трудоемкости, высокой эффективности удаления примесей и меньшему объему вторичного загрязнения.
Строго говоря, к включениям, содержащимся в расплаве алюминия, следует отнести и газ, в основном водород. Между включениями и газом существует паразитная взаимосвязь. Включения служат ядрами зародышеобразования газа и адсорбируют его. При высоком содержании мелких твердых включений после затвердевания внутри сплава образуется больше газовых (точечных) пустот, которые адсорбируют газ из включений и расплава. Повышается влажная пористость, и газ легко остается во взвешенном состоянии в расплаве, что затрудняет его удаление и может привести к появлению таких дефектов в изделии, как пинхолы, рыхлость и трещины. Наличие включений является ключевым ограничивающим фактором, затрудняющим удаление газа.
Что касается диапазона контроля размера включений, то различные продукты отличаются по степени чувствительности. Мелкие включения трудно уловить из-за постоянного движения границы затвердевания, поэтому они с высокой вероятностью могут стать очагами зарождения пузырьков, а включения размером 10–20 мкм могут негативно повлиять на качество отливок. В связи с растущими требованиями к изготовлению более тонких и лёгких отливок требования к размеру включений становятся всё более строгими. В отношении деталей из алюминиевых сплавов для аэрокосмической отрасли общепринято считать, что включения размером более 3–5 мкм являются вредными. Содержание включений в алюминиевом расплаве без какой-либо обработки составляет около 0,005–0,02 об. %. Если средний размер включений составляет 40 мкм, то концентрация включений в 1 ppm также означает, что в 1 кг расплава содержится около 110 частиц. Содержание вредных включений, как правило, должно контролироваться на уровне нескольких pm.
Удаление вредных примесей, постоянное повышение чистоты алюминиевого расплава и минимизация внутренних и внешних дефектов продукции — это вопросы, которые по-прежнему остаются в центре внимания алюминиевой промышленности. Важность этих вопросов не ограничивается только алюминием, используемым в таких высокотехнологичных отраслях, как авиация, аэрокосмическая промышленность, электроника, производство упаковки и автомобилестроение, но также привлекает пристальное внимание в контексте расширения использования вторичного алюминия. В связи с постоянным увеличением доли вторичного сырья источники и типы включений в расплаве становятся все более разнообразными, а сложность их удаления возрастает. Фильтрация включений стала самой сложной проблемой, с которой сталкивается производство высококачественного алюминия из вторичного сырья.