Фильтрация с использованием керамической пены при литье считается значительным прорывом в алюминиевой промышленности и широко применяется в полунепрерывном и непрерывном литье. Фильтрующие свойства керамических пенных фильтров нашли широкое применение на большинстве алюминиевых литейных заводов.
В процессе плавки алюминиевого сплава вследствие загрязненности исходного сырья и воздействия внешней среды образуются неметаллические включения. В то же время в процессе литья из-за турбулентности металла, капания и разбрызгивания, вызванных контактом большого объема жидкого металла с воздухом, в расплавленном алюминии также попадает оксидная пленка, образованная жидким металлом. Включения в расплавленном алюминии нарушают целостность металла. Поэтому это снижает технологичность и ремонтопригодность алюминиевого сплава, а также ухудшает качество отливки.
Керамический пенофильтр PZr изготовлен из спеченного при высоких температурах расплава ZrO₂. Он отличается высокой термостойкостью, высокой прочностью, коррозионной стойкостью и минимальным изменением объема. Фильтр позволяет эффективно отфильтровывать включения микронного размера из расплава алюминия. В основном используется в авиационной и транспортной отраслях, а также при прецизионном литье алюминиевых сплавов.
Керамический пенофильтр, погруженный в расплав алюминия, плотно забит ватой из кремниевой кислоты. Жидкий алюминий может проходить только через зубчатые отверстия керамического пенофильтра. Это происходит благодаря совокупному воздействию осевого давления, трения, поверхностной адсорбции и химических сил, возникающих при течении жидкости. Включения, содержащиеся в алюминиевом расплаве, прочно удерживаются в порах керамического пенофильтра. Поверхности и зазоры в порах отделены от жидкой фазы металла.
Эффективность фильтрации с помощью керамической пены при литье зависит от размера пор и толщины керамического пенофильтра, а также от скорости прохождения расплава алюминия через фильтр. Чем толще керамический пенофильтр, чем мельче размер пор, тем дольше расплав алюминия протекает через него и тем выше вероятность столкновений. Кроме того, включения задерживаются, и вероятность их осаждения и адсорбции на стенках пор увеличивается.
Следует отметить, что при слишком низкой скорости прохождения фильтрата через керамический пенофильтр он плохо впитывается и не может беспрепятственно проходить через поры фильтра. При слишком высокой скорости потока жидкий металл вымывает твердые включения со стенок пор и может удалить их. Оптимальная скорость потока определяется производственной практикой.
