O que é Solidificação Direcional?

"solidificação direcional" é um termo de fundição de metal. Refere-se ao processo de alimentação controlada do metal fundido em um molde com temperatura controlada para produzir uma peça livre de pontos ocos, chamados defeitos de retração. A solidificação direcional também é usada para refinar o metal durante o processo de fundição porque as impurezas encontradas no metal fundido continuarão a subir para a superfície da poça, seguindo o caminho de menor resistência à medida que são empurradas pelos materiais sólidos abaixo.

No processo de solidificação direcional, o metal fundido na extremidade do molde começa a esfriar e solidificar antes do resto do molde. À medida que o metal no fundo do molde esfria, essa linha de solidificação se move constantemente para cima em direção à alimentação de metal fundido. Ao controlar a taxa de fluxo para a alimentação de metal fundido e introduzir variações térmicas no molde, os defeitos de contração podem ser eliminados, porque o metal líquido fluirá naturalmente para esses mergulhos e áreas vagas.

O processo de solidificação direcional não deve ser confundido com solidificação progressiva, também chamada de solidificação paralela. Embora esses processos compartilhem algumas características semelhantes, na solidificação progressiva, o processo de resfriamento e solidificação começa nas paredes do fundido e segue seu caminho para dentro. Com a solidificação direcional, o processo de solidificação começa na parte inferior do fundido e segue até o topo.

A solidificação paralela em uma peça fundida é a causa subjacente dos defeitos. Como o metal fundido esfria muito rapidamente em algumas áreas ou permanece aquecido por muito tempo em outras áreas, ele cria defeitos como resultado da solidificação, expansão térmica e contração. Por exemplo, se o metal fundido for derramado em um molde em forma de L, o metal no canto do molde pode esfriar muito rapidamente, causando um gargalo e prendendo uma bolsa de ar na parte inferior do molde. Esta bolsa de ar cria um ponto oco na peça metálica acabada, enfraquecendo assim a estrutura geral.

Para controlar a solidificação paralela e estimular a solidificação direcional no processo de lingotamento, diversas técnicas são empregadas. As variações térmicas são introduzidas no molde usando risers ou chills para controlar pontos quentes ou frios que podem criar problemas com a peça fundida. Mangas isoladas também são usadas para garantir uma temperatura estável e controlada para o molde. Finalmente, a taxa de fluxo e a temperatura da alimentação de metal fundido são cuidadosamente controladas para garantir a solidificação direcional.