什么是定向凝固？
“定向凝固”是金属铸造术语。它是指将熔融金属受控送入温度受控的模具中，以生产出没有空心点（称为收缩缺陷）的零件的过程。定向凝固也用于在铸造过程中精炼金属，因为在熔融金属中发现的杂质将继续上升到熔池的表面，随着它们被下面的固体材料向上推，沿着阻力最小的路径上升。
在定向凝固过程中，模具远端的熔融金属先于模具的其余部分开始冷却和凝固。随着模具底部的金属冷却，这条凝固线稳定地向上移动，朝向熔融金属进料。通过控制熔融金属进料的流速并在模具中引入热变化，可以消除收缩缺陷，因为液态金属会自然地流入这些凹陷和空缺区域。
不要将定向凝固过程与渐进凝固相混淆，也称为平行凝固。尽管这些过程具有一些相似的特征，但在渐进凝固中，冷却和凝固过程从铸件的壁开始并向内进行。对于定向凝固，凝固过程从铸件底部开始，一直到顶部。
铸件中的平行凝固是缺陷的根本原因。由于熔融金属在某些区域冷却过快或在其他区域保持加热时间过长，因此会因凝固、热膨胀和收缩而产生缺陷。例如，如果将熔融金属倒入 L 形模具中，则模具角部的金属可能会冷却得太快，从而导致瓶颈并在模具的小腿中形成气穴。这种气穴会在成品金属部件中形成一个空心点，从而削弱整体结构。
为了在铸造过程中控制平行凝固和促进定向凝固，采用了几种技术。通过使用冒口或冷却装置将热变化引入模具，以控制可能对铸件造成问题的热点或冷点。绝缘套管也用于确保模具的稳定、受控温度。最后，仔细控制熔融金属进料的流速和温度，以确保定向凝固。
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