Skystojo metalo šaldymo metodas

Norint tobulinti temperatūros gradiiento kryptinėje solidifikacijoje, tyrėjai sukūrė skystojo metalo šaldymo metodą, pagrįstą greitojo šaldymo metodu. Šis metodas naudoja skystąjį metalą kaip šaldymo priemonę gaminiams, tai reiškia, kad ištraukti gaminiai yra nublizdomi skystuoju metalu, turinciu aukštą šiluminią laidžiųgumą, aukštą kišenčio tašką ir žemą šiltnamio tašką (pagrindiniu atveju naudojamas Sn) (žr. paveikslą 1(b)), kad būtų padidintas šaldymo efektas. Skystojo metalo šaldymo metodas gali pagerinti gaminio šaldymo tempimą ir tikrojo-tiekamojo sąsajos temperatūros gradientinę, pasiekiant iki 200 K/cm, bei palaikyti stabilų temperatūros gradientinę, kad kristalizacijos procesas būtų stabilus, todėl gali būti esminiškai sumažyta dendritų atstumas ir sumažintos įvairios solidifikacijos defektų tikimybės. Tačiau skystojo metalo šaldymo metodas turi tam tikrų ribojimų, pvz.: jame naudojamasis įrenginys yra sudėtingas, o praktinė operacija nepakankamai paprasta; šaldymo videns Sn yra kenksmingas elementas, ir kai gaminys yra nublizdomas mažo šiltnamio metalu, tokiais kaip Sn, skystasis Sn lengvai prasisklidę ir užteršia gaminį. Naujausi metai žmonės optimizavo procesą iš skilties paruošimo aspektų, tobulindami skystojo metalo šaldymo proceso trūkumus, kurie jau buvo pritaikyti orlaivių variklių vienvirčių turbininių lopų gamybai ir didelio dydžio vienvirčių turbininių lopų gamybai dizeliniams dujiniams varikliams.

Be to, neustovėliai tyrinėjami nauji būdai didinti temperatūros gradientą, pavyzdžiui: Dujinga šaldymo kryptingasis solidifikavimas, elektromagnetinis apribojimas formuojantis kryptingasis solidifikavimas, superšaldymo kryptingasis solidifikavimas (SDS), laserinis greitas solidifikavimas (LRM), fluidizuoto ložio šaldymo kryptingasis solidifikavimas, dvimatė kryptingasis solidifikavimas (dvikryptis solidifikavimas, BDS), plonų skličių leistinių kryptingasis solidifikavimas. Visgi, šie nauji technologijos dar nėra išsugabtys ir jie dar nėra pritaikyti turbininių dūmenų lopų kryptiniams solidifikavimams.

Skystojo metalo spalvimo stiprintas šaldymas

Norint įveikti problemas, tokias kaip gretuvinio metalo šaldo kontaminavimas arba leistinio metalo šaldymo metodu lengvai formuojami leistiniųjų dėlių defektai, mūsų tyrimų grupė kūrė gretuvinio metalo skysčio šaldymą (LMSC) linkinių solidifikacijos technologiją ir sukūrė pramoninę linkinių solidifikacijos įrangą. LMSC linkinių solidifikacijos krosnies dizainas ir tikslas pateikti brėžinyje 2. LMSC technologija pagrįsta LMC technologija, keičiant tiesioginį skiltį ir leistinį nublakavimą į gretuvinio metalo skysčio iš esmės į skysčio šaldymą. Technologija turi stiprius šilumos perdavimo, tolygių šaldymo ir geros izoliacijos tarp izoliacijos zonos ir šaldymo zonos charakteristikas. LMSC technologija ne tik išlaiko LMC technologijos stiprius šilumos perdavimo gebėjimus, bet ir išspręsta LMC technologijos trūkumus. Dėl valdomo gretuvinio metalo skysčio srauto, jungto su attraukimo greičio reguliavimu, gali būti gauti stulpelių kristalai arba vienetai su gera struktura ir mažesniu dendrito atstumu, kurie gali sumažinti ar net išvengti superaliejų solidifikacijos defektų formavimosi. LMSC linkinių solidifikacijos technologija yra labai svarbi superaliejų kūrimui ir jų pramoninei gamybai.