Vedemettäinen jäähdytysmenetelmä

Suhteellisen kiinteän jähmetymisen lämpötilagradientin parantamiseksi tutkijat kehittivät nopean jäähdytysmenetelmän perustuvan nestemetalijäähdytysmenetelmän. Tämä menetelmä käyttää nestemettalia jäähdyttämään tuottuja, eli poimitut tuotteet upotetaan nestemettaliin, jolla on korkea terävyyden kulku, korkea hiihtolämpö ja matala sulatuslämpö (pääasiallisesti käytetään Sn:ää) (katso kuva 1(b)) jotta jäähdytysteho paranee. Nestemetalijäähdytysmenetelmä voi parantaa tuotteiden jäähdytyssuuntaa ja kiinteän-nesteen rajapinnan lämpötilagradienttia, jopa 200 K/cm:een, ja se voi säilyttää vakion lämpötilagradientin, joten kristallointiprosessi pysyy vakiona, mikä mahdollistaa merkittävän vähentämisen dendriittien välistä etäisestä sekä vähentää erilaisten jähmetymispuutteiden todennäköisyyttä. Kuitenkin, nestemetalijäähdytysmenetelmällä on joitakin rajoituksia, kuten: menetelmälle tarvittava laite on monimutkainen, eikä se ole riittävän yksinkertainen käytännön toiminnassa; jäähdytyskeskiaine Sn on haitallinen elementti, ja kun tuote upotetaan matalan sulatuslämpöisen metallin, kuten Sn:n, Sn:n nesteen on helppo infiltroida ja saastuttaa tuotetta. Viime vuosina ihmiset ovat optimoineet prosessia kuoren valmistuksen osalta ja parantaneet nestemetalijäähdytysprosessin puutteita, jotka ovat sovellettu ilmoottorien yksikkokuplien valmistukseen ja maakaasukoneiden suurten yksikkokuplien valmistukseen.

Lisäksi uusia keinoja lämpötilakerroksen kasvattamiseksi tutkitaan jatkuvasti, kuten: Kaasujäähdytetty suunnattu kiinteämismenetelmä, elektromagneettinen rajoitettu muotoilu suunnattu kiinteämismenetelmä, ylihymäys suunnattu kiinteäminen (SDS), laserin nopea kiinteäminen (LRM), virtaava sänky jäähdytys suunnattu kiinteäminen menetelmä, kahden ulottuvuuden suunnattu kiinteäminen menetelmä (kahdensuuntainen kiinteäminen, BDS), ohut kuori kaastelu suunnattu kiinteäminen menetelmä. Kuitenkin nämä uudet tekniikat ovat vielä epäkypsät eivätkä ole sovellettuja kaasuturbiinien ratkien suunnatun kiinteämisen prosessissa.

Vedemetalin hiekkauspohjainen jäähdytysmenetelmä

Ongelman ratkaisemiseksi, kuten formaattien saastumisesta nestemetalliceölta ja nestemetalliceölle perustuvien formaattivirheiden helpolla muodostumisesta, tutkimusryhmämme kehitti nestemetalliceölle perustuvan suuntautuneen kiivittymisen (LMSC) teknologian ja kehitti teollisuuden suuntautuneen kiivittymislaitevärin. LMSC:n suunnitelmallinen rakenne ja tavoite näkyvät kuvassa 2. LMSC-tekniikka perustuu LMC-tekniikkaan alkuperäisestä tavasta, jossa kuori ja kaista hukataan suoraan nestemetalliceoksi jäähdyttämistä varten, siirtyen kohtuulliseen käyttöön nestemetalliceoa kuorian ja kaistan jäähdyttämiseksi. Teknologia on tehokasta lämpönsiirtoa, tasapainoista jäähdytystä ja hyvää lämpöisolointia isolointialueen ja jäähdytysalueen välillä. LMSC-tekniikka säilyttää LMC-tekniikan vahvuuksia, kuten tehokasta jäähdytystä, mutta se ratkaisee myös LMC-tekniikan heikkouksia. Nestemetalliceon virtausnopeuden olemassa olevien säätelemisten ansiosta, yhdistettynä vetonopeuden säätelyyn, voidaan saavuttaa pylväsristeitä tai rakenteeltaan parempia ja pienemmän dendriittisen välimatkan sisältäviä yksittäisiä kappaleita, mikä voi vähentää tai jopa estää superliiteiden kiivytyspuutteiden muodostumisen. LMSC-suuntautunut kiivittymistechnologia on erittäin tärkeä superliitteiden kehitykselle ja niiden teollisuustuotannolle.