Mis on suunaline tahkumine?

“Suunaline tahkumine” on metallivalu termin. See viitab protsessile, mille käigus sulametalli juhitakse kontrollitud temperatuuriga vormi, et saada osa, millel pole õõnsaid kohti, mida nimetatakse kokkutõmbumisdefektideks. Suunatud tahkumist kasutatakse ka metalli viimistlemiseks valamisprotsessi ajal, kuna sulametallis leiduvad lisandid tõusevad jätkuvalt basseini pinnale, järgides kõige väiksema vastupanu teed, kui allpool olevad tahked materjalid neid üles suruvad.

Suunatud tahkumisprotsessis hakkab vormi kaugemas otsas olev sulametall jahtuma ja tahkuma enne, kui seda teeb ülejäänud vorm. Kui vormi põhjas olev metall jahtub, liigub see tahkumisjoon ühtlaselt ülespoole sulametalli etteande suunas. Reguleerides sulametalli etteande voolukiirust ja tekitades vormis termilisi muutusi, saab kõrvaldada kokkutõmbumisdefektid, kuna vedel metall satub loomulikult nendesse süvenditesse ja vabadesse piirkondadesse.

Suunatud tahkumise protsessi ei tohi segi ajada järkjärgulise tahkumisega, mida nimetatakse ka paralleelseks tahkumiseks. Kuigi neil protsessidel on mõned sarnased tunnused, algab järkjärgulise tahkumise korral jahutus- ja tahkumisprotsess valandi seintest ja kulgeb sissepoole. Suunatud tahkumisel algab tahkumisprotsess valandi põhjast ja kulgeb ülespoole.

Defektide peamine põhjus on valandi paralleelne tahkumine. Kuna sulametall jahtub mõnes piirkonnas liiga kiiresti või jääb mõnes kohas liiga kauaks kuumenema, tekitab see tahkumise, soojuspaisumise ja kokkutõmbumise tagajärjel defekte. Näiteks kui sulametall valatakse L-kujulisse vormi, võib vormi nurgas olev metall liiga kiiresti maha jahtuda, tekitades pudelikaela ja jäädes vormi sääre sisse õhutasku. See õhutasku tekitab valmis metallosasse õõnsa koha, nõrgendades seeläbi üldist struktuuri.

Paralleelse tahkumise kontrollimiseks ja suunava tahkumise soodustamiseks valamisprotsessis kasutatakse mitmeid tehnikaid. Vormi tuuakse termilised kõikumised kuumade või külmade kohtade kontrollimiseks püstikute või külmade abil, mis võivad valatud osaga probleeme tekitada. Vormi ühtlase ja kontrollitud temperatuuri tagamiseks kasutatakse ka isoleeritud varrukaid. Lõpuks kontrollitakse sulametalli etteande voolukiirust ja temperatuuri hoolikalt, et tagada suunatud tahkumine.