Включения и газы в металле оказывают значительное влияние на прочность, усталостную прочность, коррозионную стойкость и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением материала. Эффективный контроль окисленных включений в расплаве с целью повышения качества литых прутков и прокатных листов стал общей задачей, которую ставят перед собой металлургическая, литейная и материаловедческая отрасли всех стран. В настоящее время для удаления включений из расплавов алюминиевых сплавов широко используются методы фильтрации и очистки.
Включения в алюминиевом сплаве поступают непосредственно из шихты, и большинство из них образуется в процессе плавки и разливки; в основном это оксидные включения. Все включения, имеющиеся до литья, называются первичными окислительными включениями, которые можно разделить на две категории в зависимости от их размера: одна — это крупные включения с неравномерным распределением в макроструктуре, что делает структуру сплава несплошной и снижает плотность отливки. Они становятся источником коррозии и трещин, что значительно снижает прочность и пластичность сплава. Другая категория — мелкодисперсные включения, которые невозможно полностью удалить после рафинирования; они повышают вязкость расплава и снижают способность расплавленного алюминия к заполнению форм во время затвердевания. Вторичные окислительные включения образуются в основном в процессе разливки. Во время разливки расплавленный алюминий вступает в контакт с воздухом, и кислород вступает в реакцию с алюминием, образуя окислительные включения. В процессе плавки алюминиевый сплав вступает в контакт с различными компонентами печного газа, образуя соединения, такие как Al₂O₃. Наличие Al₂O₃ в расплавленном алюминии приводит к увеличению содержания водорода в расплаве алюминиевого сплава. Поэтому содержание Al₂O₃ в расплавленном алюминии оказывает большое влияние на образование пор в алюминиевых отливках.
В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом изучаются методы фильтрации и очистки расплавленного алюминия, такие как вакуумная динамическая обработка, ультразвуковая непрерывная дегазация и очистка с использованием корундовых керамических фильтров, которые дали хорошие результаты. Однако эти технологические методы являются более сложными и дорогостоящими, и их трудно внедрить в промышленное производство. Что касается фильтра с металлической фильтрующей сеткой, то он способен удалять из расплава алюминиевого сплава только крупные включения, но не может удалить включения размером менее микрона, к тому же металлический фильтр также загрязняет алюминиевый сплав. Использование пенокерамических фильтрующих пластин позволяет отфильтровать мелкие включения и значительно улучшить механические свойства и внешний вид отливок.
Этот керамический пенопластовый фильтр Фильтрующая пластина имеет многослойную сетку и многомерные сквозные отверстия, которые сообщаются друг с другом. В процессе фильтрации расплавленный алюминий, содержащий включения, течет по извилистым каналам и порам и при контакте с пенопластовым каркасом фильтрующей пластины подвергается непосредственному перехвату, адсорбции, осаждению и т. д. Когда расплав течёт по отверстию, канал фильтрующей пластины изгибается, расплав, протекая по каналу, меняет направление течения, а включения сталкиваются со стенкой отверстия и прочно прилипают к ней.
