Co je to směrové tuhnutí?

„Směrové tuhnutí“ je termín odlévání kovů. Týká se procesu řízeného přivádění roztaveného kovu do formy s řízenou teplotou za účelem výroby části, která je bez dutých skvrn, zvaných smršťovací defekty. Směrové tuhnutí se také používá k zušlechťování kovu během procesu lití, protože nečistoty nalezené v roztaveném kovu budou i nadále stoupat na povrch bazénu, následovat cestu nejmenšího odporu, protože jsou tlačeny vzhůru pevnými materiály níže.

V procesu směrového tuhnutí začíná roztavený kov na vzdáleném konci formy ochladit a ztuhnout před tím, než zbytek formy dosáhne. Když se kov na dně formy ochladí, tato linie tuhnutí se pohybuje stabilně nahoru směrem k přivádění roztaveného kovu. Řídením rychlosti toku pro přivádění roztaveného kovu a zaváděním tepelných variací do formy mohou být odstraněny vady smrštění, protože tekutý kov bude přirozeně vcházet do těchto poklesů a volných oblastí.

Proces směrového tuhnutí se nesmí zaměňovat s progresivním tuhnutím, také nazývaným paralelní tuhnutí. Ačkoli tyto procesy sdílejí některé podobné rysy, v postupném tuhnutí začíná proces chlazení a tuhnutí u stěn odlitku a pracuje směrem dovnitř. Při směrovém tuhnutí začíná proces tuhnutí ve spodní části odlitku a postupuje směrem nahoru.

Paralelní solidifikace v odlitku je základní příčinou defektů. Protože se roztavený kov v některých oblastech příliš rychle ochladzuje nebo v jiných oblastech zůstává příliš dlouho zahříván, vytváří v důsledku tuhnutí, tepelné roztažnosti a kontrakce vady. Například, pokud se roztavený kov nalije do formy ve tvaru L, kov v rohu formy by se mohl ochladit příliš rychle, což by způsobilo úzký profil a zachycení vzduchové kapsy ve spodní části formy. Tato vzduchová kapsa vytváří v hotové kovové části duté místo, čímž oslabuje celkovou strukturu.

Pro řízení paralelního tuhnutí a podporu směrového tuhnutí v procesu lití se používá několik technik. Tepelné změny se do formy zavádějí pomocí stoupaček nebo chlazením k řízení horkých nebo studených míst, která by mohla způsobit problémy s odlitkem. Izolované rukávy se také používají k zajištění stálé a regulované teploty pro formu. Nakonec se rychlost toku a teplota přiváděného roztaveného kovu pečlivě řídí, aby se zajistilo směrové tuhnutí.