Sıvı metal soğutma yöntemi

Yönlü katılaşmadaki sıcaklık gradiyatını daha da geliştirmek için araştırmacılar hızlı soğutma yöntemi temelinde bir sıvı metal soğutma yöntemini geliştirdi. Bu yöntem, yüksek ısıl iletkenlik, yüksek kaynama noktası ve düşük erime noktası olan (anadolu endüstrisinde yaygın olarak kullanılan) sıvı metaldeki döküm parçalarını soğutmak için kullanılır, yani çıkarılan döküm parçaları bu sıvı metale (Şekil 1(b) bakınız) batırılarak soğutma etkisi artırılır. Sıvı metal soğutma yöntemi, döküm parçalarının soğuma oranını ve katı-sıvı arayüzündeki sıcaklık gradiyatını, maksimum 200 K/cm'ye kadar artıracak şekilde iyileştirir ve sabit bir sıcaklık gradiyatı sağlayarak kristalleşme sürecini stabil hale getirir, böylece dendrit aralıklarını önemli ölçüde azaltır ve çeşitli katılaşma eksikliklerinin olasılığını düşürür. Ancak, sıvı metal soğutma yöntemi de bazı sınırlamalara sahiptir, örneğin: yöntemin gereksinimleri olan ekipmanlar karmaşık ve pratik uygulamada yeterince basit değildir; Soğutma ortamı olan Sn, zararlı bir elementtir ve döküm parçası düşük erime noktasına sahip Sn gibi metallere batırıldığında, Sn sıvısı kolayca sızabilir ve döküm parçasını kirletebilir. Son yıllarda insanlar kabuk hazırlığı gibi süreçleri optimize ederek sıvı metal soğutma işleminin eksikliklerini gidermiş ve bu süreç havacılık motorları için tek kristal türbin pazarları ve zemin gaz türbinleri için büyük boyutlu tek kristal türbin pazarlarının üretimine uygulanmıştır.

Ayrıca, sıcaklık gradyanını artırma için yeni yöntemler sürekli olarak araştırılmaktadır, örneğin: Gazlı soğutmalı yönlü katılaşım teknolojisi, elektromanyetik kısıtlı formlandırma yönlü katılaşma teknolojisi, aşırı soğutma yönlü katılaşma (SDS), lazer hızlı katılaşma (LRM), akışkan yatağı sertleştirme yönlü katılaşma teknolojisi, iki boyutlu yönlü katılaşma teknolojisi (iki yönlü katılaşma, BDS), ince kabuk dökümü yönlü katılaşma teknolojisi. Ancak, bu yeni teknolojiler hala olgunlaşmamıştır ve gaz türbini pırtıklarının yönlü katılaşmasında uygulanmamıştır.

Sıvı metal sırtlanma güçlendirilmiş soğutma yöntemi

Sıvı metal soğutma yöntemi ile ilgili olan sorunları, örneğin dökümün sıvı metalden kirletilebilmesi ve dökümde kolayca oluşabilecek eksikliklerden uzaklaşmak için, araştırma grubumuz sıvı metal püskürtme soğutma (LMSC) yönlü katılaşma teknolojisi geliştirdi ve endüstriyel yönlü katılaşma ekipmanı geliştirdi. LMSC yönlü katılaşma fırının tasarım yapısı ve amacı Şekil 2'de gösterilmiştir. LMSC teknolojisi, orijinal şekilde kabuk ve dökümü doğrudan sıvı metale batırarak soğutma yapan LMC teknolojisine dayanır ancak kabuk ve döküm için sıvı metalin püskürtme soğutmasını kullanır. Bu teknoloji, güçlü ısı dissipation'ı,均匀 soğutmayı ve ısınma bölgesi ile soğuma bölgesi arasında iyi ısı yalıtımını sağlar. LMSC teknolojisi, LMC teknolojisinin güçlü soğutma kapasitesi avantajlarını korurken aynı zamanda LMC teknolojisinin dezavantajlarını da çözer. Sıvı metalin püskürtme debisinin kontrol edilebilir olması, çekim hızının ayarlanmasıyla birlikte, daha iyi yapıya sahip ve daha küçük dendrit aralığına sahip sütun hali kristaller veya tek kristaller elde edilebilir ki bu, süper alaşımında katılaşma eksikliklerinin oluşmasını azaltabilir veya hatta önleyebilir. LMSC yönlü katılaşma teknolojisi, süper alaşımın geliştirilmesi ve endüstriyel üretiminde çok önemlidir.