فیلترهای فوم سرامیکی محصولی مؤثر و پرکاربرد برای رسیدن به خلوص متالورژی فلز مذاب در طی فرآیند ریخته‌گری هستند. در این مطلب به ویژگی‌های فیلتر فوم سرامیکی و موارد استفاده از آن اشاره خواهیم کرد.
فیلتر فوم سرامیکی چیست؟
فیلترهای فوم سرامیکی با تکنیک رایج Replica (روش اسفنج پلیمری پلی اورتان) تولید می‌شوند. در این روش ابتدا اسفنج پلیمری در دوغاب سرامیک غوطه‌ور می‌شود؛ سپس دوغاب اضافی را با فشرده‌سازی حذف می‌کنند؛ به‌طوری‌که فقط سطوح پایه‌های پلیمری با مواد سرامیکی پوشانده می‌شود. در ادامه آن را خشک کرده و با حرارت، فوم‌ها را از بین می‌روند. در مرحله آخر، سرامیک با توجه به شرایط خاص تف‌جوشی ماده، تف‌جوشی می‌شود. در نتیجه، اجزای فوم سرامیکی ساختار سلولی و هندسه تقریباً مشابهی در مقایسه با اجزای فوم پلیمری اولیه دارند. این روش تولید به‌خوبی برای تولید فیلترهای ریخته‌گری در مقیاس‌های بسیار بزرگ تثبیت شده است. اندازۀ تخلخل این فیلترها (ppi) با توجه به تعداد حفره‌ها تعریف می‌شود. هرچه این عدد بالاتر باشد، تعداد تخلخل در هر اینچ نیز بیشتر و اندازۀ حفره‌ها کوچک‌تر خواهد بود. این فیلتر با حداکثر دمای سرویس 1500 درجۀ سانتی‌گراد برای فیلتراسیون آلیاژهای چدن (خاکستری) و غیر آهنی (آلیاژهای آلومینیوم و مس) طراحی شده‌اند.
فیلترهای سرامیکی به‌طور مؤثر برای خنک‌سازی اجزای غیرفلزی و ناخالصی‌های فلزات مذاب استفاده می‌شوند. فیلتر سرامیکی جریان تلاطم را اصلاح کرده و جریان آرام و ثابت ذوب در سیستم‌های ریخته‌گری را فراهم می‌کند. ازاین‌رو فیلتراسیون همگنی ریزساختار، خصوصیات مکانیکی، قابلیت ماشین‌کاری، کیفیت سطح و عملکرد محصولات نهایی را بهبود می‌بخشد. عموماً فیلترهای سرامیکی با کاهش نقص ریخته‌گری به افزایش کیفیت محصول در سیستم ریخته‌گری و هزینه‌های کمتر در تولید کمک می‌کنند.
فیلترهای سرامیکی شامل فیلتر فوم سرامیکی (CFF) و صافی سرامیکی (CS) برای صنایع ریخته‌گری فلزات هستند. به کمک آزمایشگاه‌های کاربردی تخصصی در چند سال اخیر، سرامیک‌های فوم را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های نورد و سانتریفیوژ نیز تولید کرد.
موارد استفاده از فیلترهای فوم سرامیکی
مشخصه این محصول آلومینای بالا، تخلخل زیاد و پایداری مکانیکی و شیمیایی است. فیلتر سرامیکی علاوه بر مقاومت عالی در برابر حملۀ حرارتی و خوردگی ناشی از آلومینیوم مذاب، مقدار گاز گرفتار را کاهش داده و جریان آرامی را فراهم می‌کند. لذا آن‌ها اولین انتخاب برای تصفیۀ غیر آلی ذوب هستند و به‌طور گسترده‌ای برای تصفیۀ آلومینیوم مذاب استفاده می‌شوند.
این فیلترها بهترین انتخاب برای تصفیۀ مذاب فلزات هستند. فیلترهای فوم سرامیکی با ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی دما، پایداری حرارتی بالا تا دمای 1500 درجۀ سانتی‌گراد و هدایت حرارتی بسیار خوب، شرایط مطلوبی برای فیلتراسیون در طول فرآیند ریخته‌گری را فراهم می‌کنند. این نوع فیلترها با منافذ و حفره‌ها در اندازه‌های مختلف (از 7 تا 50 ppi) تولید می‌شوند و برای همۀ فلزات رایج مانند آهن، فولاد ضدزنگ و آلومینیوم قابلیت استفاده دارند. استفاده از فیلترهای فوم سرامیکی باعث بهبود سطح و چسبندگی محصول ریخته‌گری می‌شود و به‌طور قابل‌توجهی هزینۀ دوباره‌کاری را کاهش می‌دهد.
ابعاد فیلتر استفاده شده، به عملکرد مورد انتظار، مدت زمان ریخته‌گری و محل قرارگیری آن بستگی دارد.