Filter Logam Cair, Filter Busa Keramik untuk Pengecoran

Filter Logam Cair memiliki keunggulan berupa stabilitas kimia yang baik, kekuatan spesifik yang tinggi, ketahanan terhadap suhu tinggi, ketahanan terhadap guncangan termal, luas permukaan spesifik yang besar, dan sebagainya, serta memiliki efektivitas penghilangan terak yang baik, pengoperasian yang mudah, mudah dipadukan dengan komponen lain, dan biaya yang rendah. Oleh karena itu, filter ini telah menjadi metode pemurnian konvensional dalam produksi paduan aluminium. Penelitian menunjukkan bahwa penghilangan terak juga dapat mengurangi kandungan hidrogen dalam logam cair aluminium. Seiring dengan meningkatnya tuntutan terhadap kualitas produk aluminium, persyaratan terhadap kualitas filtrasi pun semakin meningkat.

Filter Logam Cair

Daftar Isi

Struktur Filter Logam Cair

Metode pembuatan yang umum digunakan untuk filter keramik berbusa Caranya adalah dengan merendam spons poliuretan ke dalam lumpur keramik, memeras kelebihannya, lalu mengeringkannya. Terakhir, bahan tersebut disinter pada suhu tinggi untuk membentuk bahan keramik berpori tiga dimensi, berupa pipa melengkung dan saling terhubung dengan ketebalan yang tidak merata. Justru dinding tabung yang tidak rata inilah yang memainkan peran kunci dalam menangkap inklusi halus dalam lelehan aluminium. Struktur ini juga memperluas jalur sehingga peluang lelehan aluminium bersentuhan dengan bagian keramik filter menjadi lebih besar, sehingga meningkatkan kemungkinan partikel inklusi teradsorpsi.

Fungsi Penyaringan Filter Logam Cair

Filter keramik tidak hanya dapat secara efektif menghilangkan kotoran heterogen berukuran besar dalam cairan aluminium, tetapi juga menyaring inklusi halus berukuran beberapa mikron yang tidak dapat dihilangkan melalui proses tradisional. Atom hidrogen dan ion berbahaya lainnya dalam cairan aluminium sering teradsorpsi pada inklusi tersebut, dan inklusi tersebut dapat menjadi inti pembentukan gelembung. Oleh karena itu, selain menyaring inklusi, proses ini juga dapat mengurangi kandungan unsur dan gas berbahaya tersebut dalam cairan aluminium. Beberapa penelitian juga berpendapat bahwa cakram filter menyaring banyak inklusi kecil, sehingga mengurangi inti kristal efektif yang diperlukan untuk pemadatan cairan aluminium. Hal ini dapat mendorong pertumbuhan inti aluminium dalam kondisi supercooling yang tinggi, memperhalus struktur, dan meningkatkan kinerja produk.

Mekanisme Penyaringan

Tujuan utama penggunaan filter keramik berbahan busa adalah untuk menghilangkan inklusi dalam lelehan aluminium. Inklusi biasanya terdapat dalam tiga bentuk di dalam lelehan: oksida logam; partikel asing seperti remah-remah bahan tahan api; serta partikel yang masuk selama proses pengolahan lelehan.

Secara umum, terdapat tiga cara untuk menghilangkan partikel yang tersuspensi dalam cairan logam: sedimentasi, di mana partikel-partikel tersebut mengendap di dasar cairan logam; pengapungan, di mana inklusi-inklusi mengapung di permukaan cairan logam; serta filtrasi, di mana partikel-partikel tersebut dipisahkan dari cairan logam melalui media berpori.

Sedimentasi alami umumnya terjadi ketika kepadatan dan diameter partikel besar, sedangkan partikel yang berukuran kurang dari 90 pm tidak terlalu efektif diendapkan melalui sedimentasi statis. Gelembung atau fluks cair yang dihasilkan selama proses dehidrogenasi gas tradisional atau perlakuan fluks dapat membuat partikel inklusi mengapung ke permukaan cairan logam. Mekanisme ini efektif untuk menghilangkan inklusi berukuran di atas 30um dalam kebanyakan kasus. Filtrasi mengacu pada proses di mana lelehan mengalir melalui bola-bola yang dipadatkan rapat, kain serat kaca, jaring logam, filter keramik busa, atau media berpori lainnya untuk memisahkan partikel inklusi dari lelehan. Keunggulan filter keramik busa adalah kemampuannya menghilangkan partikel inklusi yang diameternya jauh lebih kecil daripada lubang-lubang pada filter itu sendiri.