Kas yra kryptinis kietėjimas?

„Kryptinis kietėjimas“ yra metalo liejimo terminas. Tai reiškia kontroliuojamą išlydyto metalo padavimą į kontroliuojamą temperatūrą, kad būtų pagaminta dalis, kurioje nėra tuščiavidurių dėmių, vadinamų susitraukimo defektais. Kryptinis kietėjimas taip pat naudojamas metalui rafinuoti liejimo proceso metu, nes išlydytame metale esančios priemaišos ir toliau kils į baseino paviršių mažiausio pasipriešinimo keliu, kai jas stumia apačioje esančios kietos medžiagos.

Kryptinio kietėjimo procese išlydytas metalas, esantis tolimajame formos gale, pradeda atvėsti ir kietėti anksčiau, nei tai daro likusios formos dalis. Kai metalas formos apačioje atvėsta, ši kietėjimo linija tolygiai juda aukštyn link išlydyto metalo padavimo. Reguliuojant išlydyto metalo tiekimo srauto greitį ir formuojant šiluminius pokyčius, galima pašalinti susitraukimo defektus, nes skystas metalas natūraliai pateks į šiuos įdubimus ir laisvas vietas.

Kryptinio kietėjimo proceso negalima painioti su laipsnišku kietėjimu, dar vadinamu lygiagrečiu kietėjimu. Nors šie procesai turi tam tikrų panašių bruožų, laipsniško kietėjimo metu aušinimo ir kietėjimo procesas prasideda nuo liejinio sienelių ir vyksta į vidų. Su kryptingu kietėjimu kietėjimo procesas prasideda liejinio apačioje ir tęsiasi iki viršaus.

Lygiagretus kietėjimas liejinyje yra pagrindinė defektų priežastis. Kai kuriose vietose išlydytas metalas per greitai atvėsta arba kitose vietose per ilgai išlieka šildomas, dėl kietėjimo, šiluminio plėtimosi ir susitraukimo atsiranda defektų. Pavyzdžiui, jei išlydytas metalas pilamas į L formos formą, formos kampe esantis metalas gali per greitai atvėsti, o tai gali sukelti kliūtį ir įstrigti oro kišenę apatinėje formos kojelės dalyje. Ši oro kišenė užbaigtoje metalinėje dalyje sukuria tuščiavidurę dėmę, taip susilpnindama bendrą struktūrą.

Norint kontroliuoti lygiagretų kietėjimą ir paskatinti kryptingą kietėjimą liejimo procese, naudojami keli būdai. Šiluminiai svyravimai į formą įvedami naudojant stovus arba šalčius, kad būtų galima kontroliuoti karštas ar šaltas vietas, kurios gali sukelti problemų su liejamąja dalimi. Izoliuotos rankovės taip pat naudojamos norint užtikrinti pastovią, kontroliuojamą pelėsių temperatūrą. Galiausiai, išlydyto metalo tiekimo srauto greitis ir temperatūra yra kruopščiai kontroliuojami, kad būtų užtikrintas kryptingas kietėjimas.