La technologie de filtration par mousse céramique s'est développée rapidement depuis les années 1970. Après plus de 30 ans de développement rapide, divers produits tels que le carbure de silicium, l'oxyde de zirconium et l'alumine ont vu le jour.Filtres en mousse céramique de carbure de siliciumLes filtres à mousse perdue sont utilisés pour la filtration dans divers domaines, de l'aluminium en fusion à la fonte, au cuivre et à l'acier moulés. Les filtres en céramique de carbure de silicium sont principalement utilisés dans la fabrication de pièces automobiles, de pièces de moteurs diesel, de compresseurs, de pièces moulées pour éoliennes et de pièces moulées pour machines-outils haut de gamme. Ils permettent d'améliorer considérablement la qualité et la compétitivité des pièces moulées tout en réduisant les coûts.

Mécanisme de filtration des filtres en mousse céramique de carbure de silicium

(1) Rectification. Le métal liquide turbulent devient un flux laminaire stable après son passage à travers le filtre, évitant ainsi que le métal liquide n'encapsule le gaz, réduisant l'érosion de la cavité par le métal liquide, utilisant pleinement la fonction de blocage des scories du système de coulée et évitant la génération de scories d'oxyde secondaires.

(2) Tamisage mécanique. Le métal en fusion contient de nombreuses inclusions d'oxyde, des scories et d'autres impuretés importantes. Le choix d'un filtre céramique en mousse de carbure de silicium adapté permet d'éliminer une grande partie de ces inclusions.

(3) Mécanisme de formation du gâteau. Les filtres en céramique expansée de carbure de silicium, grâce à leur structure tridimensionnelle, empêchent efficacement la mécanisation du dépôt. De nombreuses impuretés de taille supérieure à celle des pores du filtre sont piégées à l'entrée. À mesure que le nombre d'impuretés piégées augmente, un gâteau de filtration composé de grosses impuretés se forme à l'entrée du filtre. Ce gâteau de filtration affine le flux de fluide, ce qui a pour conséquence que les impuretés de taille inférieure à celle des pores du filtre restent partiellement sur le gâteau.

(4) Mécanisme d'adsorption. Les filtres en céramique de mousse de carbure de silicium ont une grande surface spécifique, ce qui est bénéfique pour l'adsorption d'un grand nombre d'inclusions fines.

Exigences de performance des filtres en mousse céramique de carbure de silicium

(1) Le filtre doit avoir une bonne résistance à la température ambiante et ne doit pas se dégrader pendant le transport et le fonctionnement.

(2) Il doit avoir une résistance aux hautes températures, une résistance aux chocs thermiques et une résistance à la corrosion par les métaux liquides.

(3) Il doit avoir une bonne stabilité chimique et ne pas réagir avec les solutions d'alliage.

(4) Il doit avoir une taille de pores appropriée, une bonne perméabilité aux liquides d'alliage, une forte capacité de filtration pour les inclusions non métalliques et une bonne qualité d'aspect : pas de déformation, une petite déviation dimensionnelle, une taille de pores uniforme et pas d'obstruction.

Avantages économiques des applications de filtres en mousse céramique de carbure de silicium

(1) L’utilisation de filtres peut réduire considérablement les défauts d’inclusion ;

(2) Affiner les grains et améliorer les propriétés mécaniques des pièces moulées ;

(3) Améliorer l’usinabilité des pièces moulées ;

(4) Améliorer la qualité interne et externe des pièces moulées ;

(5) Simplifier le système de contrôle et améliorer le rendement du processus ;

(6) Réduire les indemnités de traitement et les coûts de maintenance.

Analyse de la rupture des filtres en mousse céramique de carbure de silicium

Actuellement, le point de fusion des granulats réfractaires utilisés dans la fabrication des filtres est bien supérieur à celui du métal liquide. Cependant, un choix et une conception inappropriés peuvent endommager les filtres. Deux raisons principales expliquent ce phénomène :

(1) En raison d'une résistance réfractaire insuffisante, le filtre se ramollit sous l'action du métal liquide à haute température et sa résistance chute brutalement. Si la force d'impact dépasse sa limite supérieure, le filtre sera partiellement endommagé.

(2) Le filtre présente une faible résistance aux chocs thermiques, ce qui entraîne des fissures et des ruptures lors de la trempe et du chauffage. Si des débris pénètrent dans la pièce moulée, celle-ci risque d'être mise au rebut. Il est donc essentiel d'utiliser les filtres de manière raisonnable, sûre et efficace. 

Mesures de moulage pour les filtres en mousse céramique de carbure de silicium

(1) Le type et les spécifications du filtre doivent être choisis en fonction du procédé de coulée spécifique, et ses dimensions doivent être aussi réduites que possible, en deçà de la limite supérieure du filtre. Les filtres doivent être répartis dans les canaux d'écoulement internes de manière à garantir que le débit de fonte en fusion traversant chaque filtre ne dépasse pas la norme.

(2) Évitez que la concentration de fer fondu ne passe à travers qu'une partie du filtre, en utilisant pleinement le débit total du filtre ; lorsque le filtre ne peut être placé qu'à l'extrémité inférieure du godet de versement ou de la turbine, le filtre peut être incliné sur le siège en céramique pour réduire la force d'impact du fer fondu.

(3) Utilisez autant que possible des feuilles filtrantes à larges pores pour éviter de raccourcir le temps de coulée.

(4) Pour les grandes pièces moulées, notamment les composants d'éoliennes, en cas de dépassement de la limite, les mesures de sécurité suivantes peuvent également être prises : le fond du filtre en mousse céramique de carbure de silicium doit être soutenu par des trous en céramique. Dans la mesure du possible, il convient de ne pas superposer plus de 3 filtres. Le cas échéant, il est recommandé de préchauffer le filtre à 100 °C.

(5) L’utilisation initiale du filtre ou les modifications de processus doivent être vérifiées par la production pour confirmer que la pièce moulée répond aux exigences de qualité et que le filtre n’est pas endommagé avant la production en série formelle.

Spécialisée dans les solutions de filtration de haute qualité pour la fonderie, Xinda est depuis de nombreuses années une experte de la filtration en céramique de carbure de silicium. Grâce à des procédés de production avancés et un système de contrôle qualité rigoureux, Xinda a développé une gamme de filtres en céramique de carbure de silicium alliant performances de filtration exceptionnelles et longue durée de vie. Ces produits s'adaptent précisément aux besoins de filtration des pièces moulées dans divers secteurs tels que l'automobile, l'éolien et les machines-outils haut de gamme. Xinda s'engage à aider les entreprises à améliorer la qualité de leurs pièces moulées et à réduire leurs coûts de production, en leur proposant un accompagnement personnalisé dans le choix des produits et l'application des solutions techniques. Xinda travaille en étroite collaboration avec ses partenaires industriels pour promouvoir le développement de l'excellence dans le secteur de la fonderie. Pour plus d'informations sur nos produits et nos solutions techniques, n'hésitez pas à nous contacter.