¿Qué es la solidificación direccional?

"Solidificación direccional" es un término de fundición de metales. Se refiere al proceso de alimentación controlada del metal fundido en un molde de temperatura controlada para producir una pieza libre de puntos huecos, llamados defectos de contracción. La solidificación direccional también se utiliza para refinar el metal durante el proceso de fundición porque las impurezas que se encuentran en el metal fundido seguirán subiendo a la superficie de la piscina, siguiendo el camino de menor resistencia a medida que los materiales sólidos que se encuentran debajo las empujan hacia arriba.

En el proceso de solidificación direccional, el metal fundido en el otro extremo del molde comienza a enfriarse y solidificarse antes que el resto del molde. A medida que se enfría el metal en el fondo del molde, esta línea de solidificación se mueve constantemente hacia arriba, hacia la alimentación de metal fundido. Mediante el control de la tasa de flujo para la alimentación de metal fundido y la introducción de variaciones térmicas en el molde, se pueden eliminar los defectos de contracción, ya que el metal líquido fluirá naturalmente hacia estas depresiones y áreas vacantes.

El proceso de solidificación direccional no debe confundirse con la solidificación progresiva, también llamada solidificación paralela. Aunque estos procesos comparten algunos rasgos similares, en la solidificación progresiva, el proceso de enfriamiento y solidificación comienza en las paredes de la fundición y avanza hacia el interior. Con la solidificación direccional, el proceso de solidificación comienza en la parte inferior de la fundición y avanza hacia la parte superior.

La solidificación paralela en una fundición es la causa subyacente de los defectos. Como el metal fundido se enfría demasiado rápido en algunas áreas o permanece caliente durante demasiado tiempo en otras áreas, crea defectos como resultado de la solidificación, la expansión térmica y la contracción. Por ejemplo, si se vierte metal fundido en un molde en forma de L, el metal en la esquina del molde podría enfriarse demasiado rápido, lo que provocaría un cuello de botella y atraparía una bolsa de aire en la parte inferior del molde. Esta bolsa de aire crea un punto hueco en la pieza de metal acabada, lo que debilita la estructura general.

Para controlar la solidificación paralela y fomentar la solidificación direccional en el proceso de fundición, se emplean varias técnicas. Las variaciones térmicas se introducen en el molde mediante el uso de elevadores o escalofríos para controlar los puntos calientes o fríos que podrían crear problemas con la pieza fundida. También se utilizan mangas aisladas para garantizar una temperatura constante y controlada para el molde. Finalmente, la tasa de flujo y la temperatura de la alimentación de metal fundido se controlan cuidadosamente para garantizar la solidificación direccional.