BRPI0716660B1 - a metal casting formed into a mold comprising an aggregate by means of a rapid cooling process and exhibiting a cast microstructure - Google Patents

a metal casting formed into a mold comprising an aggregate by means of a rapid cooling process and exhibiting a cast microstructure Download PDF

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BRPI0716660B1
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solidification
casting
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BRPI0716660A
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J Fred Major
John Campbell
John R Grassi
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Alotech Ltd
Llc E Alcan Internat Ltd
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Description

“PEÇA FUNDIDA DE METAL FORMADA EM UM. MOLDE COMPREENDENDO UM AGREGADO POR MEIO DE UM PROCESSO DE RESFRIAMENTO RÁPIDO E EXIBINDO UMA MICROESTRUTURA FUNDIDA” CAMPO DA INVENÇÃO ΓΟΟ 11 A presente invenção diz respeito a peças fundidas de metal.“METAL CAST FORMED IN ONE. FRAMEWORK UNDERSTANDING AN AGGREGATE THROUGH A QUICK COOLING PROCESS AND DISPLAYING A FUSED MICROSRUCTURE FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to metal castings.

Mais particularmente, a presente invenção diz respeito a peças fundidas de metal conformadas agregadas com uma microestrutura de solidificação fina.More particularly, the present invention relates to shaped metal castings aggregated with a thin solidifying microstructure.

FUNDAMENTOS [002] No processo de fundição tradicional, metal fusão é vazado em um molde e se solidifica, ou congela, por meio de uma perda de calor para o molde. Quando calor bastante tiver sido perdido do metal a ponto de que ele congele, o produto resultante, isto é, uma peça fundida, pode suportar seu próprio peso. A peça fundida é então removida do molde. [003] Diferentes tipos de moldes da tecnologia anterior oferecem certas vantagens. Por exemplo, moldes de areia verde são compostos de um agregado, areia, que é agrupado com um ligante tal como uma mistura de argila e água. Esses moldes podem ser fabricados rapidamente, por exemplo, em dez (10) segundos para moldes simples em uma usina de produção de molde automática. Além do mais, a areia pode ser reciclada para uso posterior de maneira relativamente fácil. [0Ü4J Outros moldes de areia geral mente usam ligantes químicos a base de resina que possuem alta precisão dimensional e alta dureza. Tais moldes de areia ligados por resina levam um pouco mais de tempo para fabricar do que moldes dc areia verde, em virtude de ter que ocorrer uma reação de cura para o ligante tornar-se efetivo e permitir a formação do molde. Como em moldes ligados por argila, a areia pode geral mente ser reciclada, embora com algum tratamento para remover a resina, [005J Além da fabricação relativamente rápida e econômica, moldes de areia também têm alta produtividade. Um molde de areia pode ser descartado depois que o metal fusão tiver sido vazado e deixar que ele resfrie e solidifique, deixando que outros moldes sejam vazados._ [006] A areia que é usada como um agregado na moldagem por areia é mais comumente sílica. Entretanto, outros minerais têm sido usados para evitar a transição indesejável de quartzo alfa para quartzo beta a cerca de 570 graus Celsius (°C), ou 1.058 graus Fahrenheit (°F), que incluem olivina, cromita e zircônio. Algumas dessas areias apresentam diferenças secundárias na condutividade térmica em relação à areia de sílica comum e são algumas vezes misturadas como seções do molde ou macho com areia de sílica, ou uma com a outra a fim de tentar e ajudar conseguir solidificação direcional. Esses minerais apresentam certas desvantagens, já que olivina é frequentemente variável na sua composição química, levando a problemas de controle uniforme com ligantes químicos. Cromita é tipicamente triturada, criando grãos angulares que leva a um acabamento superficial deficiente na peça fundida e ao rápido desgaste do ferramental. Zircônio é pesado, aumentando as demandas do equipamento que é usado para formar e lidar como um molde, e causando rápido desgaste da ferramenta. A mistura dessas areias como diferentes componentes de um único molde também complica os esforços na reciclagem da areia._ [007] Além do mais, as desvantagens criadas pelos aspectos exclusivos da sílica e minerais alternativos, moldes de areia com argila e ligantes químicos tipicamente não permitem o rápido resfriamento do metal fusão por causa de sua condutividade térmica relativamente baixa. O rápido resfriamento do metal fusão é geralmente desejável, já que é de conhecimento na tecnologia que tal rápido resfriamento melhora as propriedades mecânicas da peça fundida. Além do mais, o resfriamento rápido permite a retenção da maioria dos elementos de liga em solução, introduzindo assim a possibilidade de eliminar subsequente tratamento de solubilização, que economiza tempo e dinheiro. A eliminação do tratamento de solubilização evita a necessidade da têmpera que tipicamente se segue, eliminando os problemas de distorção e tensão residual na peça fundida que são causados pela têmpera. Com relação às propriedades mecânicas, a fineza da microestrutura da peça fundida está relacionada com a taxa de resfriamento e solidificação. Em geral, à medida que a taxa de resfriamento e solidificação aumenta, a microestrutura da solidificação da peça fundida fica mais fina. [008] Como uma alternativa a moldes de areia, moldes feitos de metal ou moldes semipermanentes ou moldes com resfriadores são algumas vezes usados. Esses moldes de metal são particularmente vantajosos em virtude de sua condutividade térmica relativamente alta permitir que o metal fusão lingotado resfrie e solidifique rapidamente, levando a propriedades mecânicas vantajosas na peça fundida. Por exemplo, um processo de fundição particular conhecido como fundição em matriz sob pressão utiliza moldes de metal e sabe-se que têm uma taxa de solidificação rápida. Uma taxa de solidificação rápida como esta é indicada pela presença de espaçamento interdendrítico fino (DAS) na peça fundida. Como é conhecido na tecnologia, quanto mais alta a taxa de solidificação, tanto menor o DAS. Entretanto, fundição em matriz sob pressão permite a formação de defeitos em uma parte fundida em virtude da extrema turbulência superficial ocorrer no metal fusão durante o enchimento do molde. A presença de espaçamento interdendrítico fino pode também ser conseguida pelo resfriamento da peça fundida por um resfriador ou aleta localizada. Tais técnicas incluem a aplicação localizada de materiais de resfriamento sólidos, tais como resfriadores de massa de metal ou agregados de resfriamento moldáveis, e similares, que são integrados no molde adjacentes à porção da peça fundida que deve ser resfriada. Entretanto, esses métodos somente fornecem um efeito localizado na região onde o resfriador é aplicado. Este efeito localizado contrasta com os benefícios da invenção discutidos neste pedido, no qual os benefícios da microestrutura fina podem ser aplicados, se a invenção for implementada corretamente, extensivamente em toda a peça fundida. Isto é um aspecto importante do presente pedido, em virtude de o benefício final ser que a peça fundida apresenta propriedades que não são somente no geral superiores, mas que também são essencialmente uniformes por todo o produto, e assim de grande benefício para o projetista do produto. O produto agora goza essencialmente da uniformidade normalmente associada com peças forjadas. [009] Uma variedade de processos com molde permanente conhecida na qual a fase líquida residual na estrutura pode ser submetida a rápido resfriamento inclui alguns tipos de fundição semissólida. Neste processo, a lama metálica é formada fora do molde, e consiste em fragmentos dendríticos em suspensão no líquido residual. A transferência desta mistura para uma matriz metálica faz com que o líquido remanescente se solidifique rapidamente, dando uma estrutura fina, mas envolta por dendritas relativamente grosseiras e separadas, geralmente na forma de dendritas degeneradas, rosetas ou nódulos. [0010] Entretanto, todos os moldes feitos de metal apresentam uma desvantagem econômica significante. Em virtude de a peça fundida ter que solidificar antes de ser removida do molde, múltiplos moldes de metal têm que ser usados para conseguir alta produtividade. A necessidade de múltiplos moldes em fundição de molde permanente aumenta o custo do ferramental e tipicamente resulta em custos do ferramental que são pelo menos cinco (5) vezes maiores que aqueles associados com moldes de areia. [0011] Um outro recurso comum da estrutura interna de peças fundidas conformadas convencionais, bem conhecido em bem entendido na indústria de fundição, é que aquelas regiões de maior módulo geométrico (isto é, regiões com uma maior razão de volume para área de resfriamento) em geral têm uma estrutura mais grosseira. Tais regiões da peça fundida tipicamente têm propriedades mecânicas significativamente inferiores.BACKGROUND [002] In the traditional casting process, metal melting is cast into a mold and solidifies, or freezes, by means of a heat loss to the mold. When enough heat has been lost from the metal to the point where it freezes, the resulting product, that is, a cast part, can support its own weight. The casting is then removed from the mold. Different types of prior art molds offer certain advantages. For example, green sand molds are composed of an aggregate, sand, which is grouped with a binder such as a mixture of clay and water. These molds can be fabricated quickly, for example within ten (10) seconds for single molds in an automatic mold making plant. What's more, the sand can be recycled for later use relatively easily. [0Ü4J Other sand molds generally use resin-based chemical binders that have high dimensional accuracy and high hardness. Such resin bonded sand molds take a little longer to manufacture than green sand molds, because a curing reaction must occur for the binder to become effective and allow the formation of the mold. As in clay bound molds, sand can generally be recycled, although with some resin removal treatment, In addition to the relatively quick and economical manufacture, sand molds also have high productivity. A sand mold can be discarded after the melt has been cast and allowed to cool and solidify, allowing other molds to be cast. Sand that is used as an aggregate in sand molding is most commonly silica. . However, other minerals have been used to prevent unwanted transition from alpha quartz to beta quartz at about 570 degrees Celsius (° C), or 1,058 degrees Fahrenheit (° F), which includes olivine, chromite and zirconium. Some of these sands have minor differences in thermal conductivity relative to common silica sand and are sometimes mixed as sections of the mold or core with silica sand, or with each other to try and help achieve directional solidification. These minerals have certain disadvantages, as olivine is often variable in chemical composition, leading to problems of uniform control with chemical binders. Chromite is typically crushed, creating angular grains that lead to poor surface finish on the cast part and rapid tooling wear. Zirconium is heavy, increasing the demands on equipment that is used to form and handle as a mold, and causing rapid tool wear. Mixing these sands as different components of a single mold also complicates efforts in sand recycling. [007] In addition, the disadvantages created by the unique aspects of silica and alternative minerals, clay sand molds and chemical binders are typically not. allow fast cooling of the metal fusion because of its relatively low thermal conductivity. Rapid cooling of metal melting is generally desirable, as it is known in technology that such rapid cooling improves the mechanical properties of the casting. In addition, rapid cooling allows retention of most alloying elements in solution, thus introducing the possibility of eliminating subsequent solubilization treatment, which saves time and money. Eliminating the solubilization treatment avoids the need for quenching that typically follows, eliminating the distortion and residual stress problems in the casting that are caused by quenching. Regarding mechanical properties, the fineness of the microstructure of the casting is related to the cooling and solidification rate. In general, as the rate of cooling and solidification increases, the solidification microstructure of the casting becomes thinner. As an alternative to sand molds, metal molds or semi-permanent molds or cooler molds are sometimes used. These metal molds are particularly advantageous in that their relatively high thermal conductivity allows the cast metal melt to cool and solidify rapidly, leading to advantageous mechanical properties in the casting. For example, a particular casting process known as die die casting utilizes metal molds and is known to have a fast solidification rate. A rapid solidification rate such as this is indicated by the presence of fine interdendritic spacing (DAS) in the casting. As is known in technology, the higher the solidification rate, the lower the DAS. However, die casting under pressure allows the formation of defects in a molten part because extreme surface turbulence occurs in the metal melt during mold filling. The presence of fine interdendritic spacing can also be achieved by cooling the casting by a localized chiller or fin. Such techniques include localized application of solid cooling materials, such as metal mass chillers or moldable cooling aggregates, and the like, which are integrated into the mold adjacent to the portion of the melt to be cooled. However, these methods only provide a localized effect in the region where the chiller is applied. This localized effect contrasts with the benefits of the invention discussed in this application, in which the benefits of thin microstructure can be applied, if implemented correctly, extensively throughout the casting. This is an important aspect of the present application, since the final benefit is that the casting has properties that are not only generally superior but also essentially uniform throughout the product, and thus of great benefit to the designer. product. The product now enjoys essentially the uniformity normally associated with forged parts. [009] A variety of known permanent mold processes in which the residual liquid phase in the structure can be subjected to rapid cooling include some types of semi-solid castings. In this process, the metal slurry is formed outside the mold, and consists of dendritic fragments suspended in the residual liquid. Transferring this mixture to a metal matrix causes the remaining liquid to solidify rapidly, giving a thin structure, but surrounded by relatively coarse and separated dendrites, usually in the form of degenerate dendrites, rosettes or nodules. However, all molds made of metal have a significant economic disadvantage. Because the casting has to solidify before it is removed from the mold, multiple metal molds must be used to achieve high productivity. The need for multiple molds in permanent mold casting increases the cost of tooling and typically results in tooling costs that are at least five (5) times higher than those associated with sand molds. Another common feature of the internal structure of conventional shaped castings, well known in the foundry industry, is that those regions with the largest geometric modulus (ie, regions with a higher volume to cooling ratio) usually have a coarser structure. Such regions of the casting typically have significantly lower mechanical properties.

Adicionalmente, tais regiões normalmente apresentam cavidades de contração ou poros, em virtude de elas serem facilmente isoladas do metal de alimentação em um estágio posterior de solidificação. Tais regiões são geralmente vistas, por exemplo, em pontos quentes formados por uma saliência isolada na chapa relativamente fina, ou no ponto quente que é encontrado na junção T entre duas seções similares. Peças fundidas complicadas são geralmente cheias de tais recursos, resistindo à obtenção de qualquer grau de uniformidade de propriedades. Este problema complica bastante o trabalho do projetista do produto. Por exemplo, o aumento de espessura de uma seção destinado a aumentar sua resistência reduzirá as propriedades e, na pior das hipóteses, pode ainda levar a defeitos, e assim, geralmente até um certo grau indeterminado, é contraproducente. [0012] Nos locais da peça fundida onde a solidificação é lenta, não somente (i) a estrutura é grosseira, tipificada por um DAS grosseiro, mas (ii) a porosidade está também presente, e (iii) para as ligas de Al que normalmente apresentam ferro como impureza, grandes cristais tipo chapa de fase ricas em ferro podem se formar. Todos esses fatores são bastante prejudiciais à ductilidade da liga. [0013] Microestruturas fundidas extremamente finas foram produzidas como curiosidades de laboratório em vários estudos científicos (por exemplo, o trabalho de pesquisa da G. S. Reddy e J. A. Sekhar em Acta Metallurgia, 1989, vol. 37, número 5, pp 1509-1519 e o trabalho de pesquisa de L. Snugovsky, J. F. Major, D. D. Perovic e J. W. Rutter "Silicon segregation in aluminium casting alloy" Materials Science and Techlology 200 16 125-128). [0014] Entretanto, ao contrário a tais estudos de laboratório, a invenção descrita neste pedido fornece as condições exclusivas nas quais as microestruturas de solidificação aqui descritas são produzidas rotineiramente por um processo de produção que pode ser operado para produzir peças fundidas limitadas a uma única vez ou produzidas no volume certo que são conformadas em três dimensões. [0015] Em geral é menos sabido que o interior de peças fundidas pode sofrer solidificação acelerada em decorrência de um efeito geométrico nas peças fundidas conformadas. A solidificação inicial próxima da pele da peça fundida ocorre de forma substancialmente unidirecional, e tipicamente varia a uma taxa que diminui parabolicamente com o tempo; isto é, a taxa de solidificação reduz de velocidade à medida que a espessura da camada solidificada aumenta. Ao contrário, o volume do líquido remanescente no centro de uma peça fundida diminui com o tempo, e sofre crescente extração de calor de direções adicionais, de forma que a velocidade de solidificação pode ser bastante aumentada. Este efeito está bem descrito por um dos inventores. Ver Castings, John Campbell, pp 125-126 (2nd Edition, 2003), publicado por Butterworth Heinemann, Oxford, UK, cuja revelação na íntegra está aqui incorporada pela referência. O comportamento explica o assim chamado efeito de resfriador inverso em peças fundidas de ferro fundido, em que o centro da peça fundida, aparentemente inexplicavelmente, algumas vezes apresenta uma estrutura branca aparentemente coquilhada, ao contrário das regiões externas da peça fundida que permanece cinza, significando uma baixa velocidade de resfriamento. [0016] Em decorrência disto, é desejável desenvolver um processo de fundição e aparelhos relacionados que têm a vantagem de rápida solidificação de moldes de metais, também tendo ainda os menores custos, alta produtividade e capacidade de reciclagem associada com moldes de areia. [0017] É também desejável prover uma peça fundida conformada moldada agregada que apresenta uma região com microestrutura de solidificação fina em extensivas regiões da peça fundida, de maneira promover propriedades substancialmente uniformes similares às de peças forjadas. (Em virtude da insensibilidade relativa de propriedades às variações na taxa de resfriamento a altas velocidades de resfriamento usadas neste pedido, as variações que são discutidas posteriormente, por exemplo, na figura 4, não afetam significativamente as propriedades, conferindo uniformidade substancial de propriedades ao produto fundido). Em particular, é desejável prover uma peça fundida conformada moldada agregada com uma microestrutura de solidificação fina que é mais fina que uma estrutura produzida por um método de fundição agregado convencional, e possivelmente ainda mais fina que a produzida por um molde permanente. [0018] É adicionalmente desejável prover uma peça fundida conformada moldada agregada com uma região com microestrutura de solidificação fina que é substancialmente contínua de um ponto distai da peça fundida até o alimentador ou canal de alimentação.In addition, such regions usually have shrinkage cavities or pores because they are easily isolated from the feed metal at a later stage of solidification. Such regions are generally seen, for example, in hot spots formed by an isolated protrusion on the relatively thin plate, or in the hot spot that is found at the T junction between two similar sections. Complicated castings are often full of such features, resisting any degree of uniformity of properties. This problem greatly complicates the work of the product designer. For example, increasing the thickness of a section designed to increase its strength will reduce properties and, at worst, may still lead to defects, and thus, generally to an undetermined degree, is counterproductive. At locations of the casting where solidification is slow, not only (i) the structure is coarse, typified by a coarse DAS, but (ii) porosity is also present, and (iii) for Al alloys which usually have iron as an impurity, large iron-rich phase plate crystals can form. All of these factors are quite detrimental to alloy ductility. Extremely thin cast microstructures have been produced as laboratory curios in various scientific studies (eg, research work by GS Reddy and JA Sekhar in Acta Metallurgia, 1989, vol. 37, number 5, pp 1509-1519 and research work by L. Snugovsky, JF Major, DD Perovic, and JW Rutter "Silicon segregation in aluminum casting alloy" Materials Science and Techlology 200 16 125-128). However, unlike such laboratory studies, the invention described in this application provides the unique conditions under which the solidification microstructures described herein are routinely produced by a production process that can be operated to produce castings limited to a single once or produced in the right volume that are shaped in three dimensions. It is generally less well known that the interior of castings can undergo accelerated solidification as a result of a geometric effect on the shaped castings. Initial solidification close to the skin of the casting occurs substantially unidirectionally, and typically varies at a rate that parabolically decreases over time; that is, the solidification rate decreases in speed as the thickness of the solidified layer increases. In contrast, the volume of liquid remaining in the center of a cast piece decreases over time, and undergoes increasing heat extraction from further directions, so that the rate of solidification can be greatly increased. This effect is well described by one of the inventors. See Castings, John Campbell, pp 125-126 (2nd Edition, 2003), published by Butterworth Heinemann, Oxford, UK, whose full disclosure is incorporated herein by reference. The behavior explains the so-called inverse chiller effect on cast iron castings, where the center of the cast apparently apparently inexplicably sometimes has a seemingly cast white structure, as opposed to the outer regions of the cast cast that remain gray, meaning a slow cooling speed. As a result, it is desirable to develop a casting process and related apparatus which have the advantage of rapid solidification of metal molds, while also having the lower costs, high productivity and recyclability associated with sand molds. It is also desirable to provide an aggregate shaped shaped casting having a region of fine solidifying microstructure in extensive regions of the casting in order to promote substantially uniform properties similar to those of forgings. (Due to the relative insensitivity of properties to variations in the cooling rate at high cooling speeds used in this application, the variations that are discussed later, for example, in Figure 4, do not significantly affect properties, conferring substantial uniformity of properties on the product. cast). In particular, it is desirable to provide an aggregate shaped shaped casting with a fine solidifying microstructure that is thinner than a structure produced by a conventional aggregate casting method, and possibly even thinner than that produced by a permanent mold. It is further desirable to provide a conformally shaped conformal casting with a region of fine solidifying microstructure that is substantially continuous from a distal point of the casting to the feeder or feed channel.

SUMÁRIO [0019] A revelação fornece, em várias modalidades, uma peça fundida de metal conformada formada em um molde agregado por um processo de resfriamento rápido, a peça fundida compreendendo uma microestrutura de solidificação fina que é mais fina que a microestrutura de uma peça fundida de um metal similar com um peso ou espessura na seção similar que é produzida por um processo de fundição agregado convencional, em que a microestrutura fina compreende um ou mais de grãos, dendritas, fases eutéticas ou suas combinações. [0020] A revelação também fornece, em várias modalidades, uma peça fundida de metal que apresenta uma microestrutura fundida, a microestrutura compreendendo uma primeira região localizada adjacente a uma superfície da peça fundida de metal, a primeira região compreendendo uma microestrutura de solidificação grosseira; e uma segunda região localizada interna à primeira região, a segunda região compreendendo uma microestrutura de solidificação fina. [0021] Em um aspecto adicional, a revelação fornece, em várias modalidades, uma peça fundida de metal formada de uma liga contendo eutéticos, a peça fundida compreendendo uma região com microestrutura de solidificação dupla, em que a região com microestrutura de solidificação dupla compreende (i) uma ou mais regiões contendo dendritas grosseiras; e (ii) uma ou mais regiões contendo eutético fino. [0022] Adicionalmente, a revelação fornece uma peça fundida de metal conformada feita em um molde que é um molde pelo menos parcialmente agregado, a peça fundida compreendendo uma região com microestrutura dupla, em que a região da microestrutura de solidificação dupla compreende pelo menos uma porção com microestrutura de solidificação grosseira com um tamanho de grão e/ou espaçamento interdendrítico e/ou do eutético na faixa normalmente esperada em um molde agregado ou de metal convencional; e pelo menos uma microestrutura de solidificação fina com um tamanho de grão e/ou espaçamento interdendrítico e/ou do eutético de menos de um terço do espaçamento convencional para essa porção da peça fundida. [0023] Ainda em um outro aspecto, a revelação fornece uma peça fundida de metal conformada feita em um molde agregado, a peça fundida compreendendo uma região com microestrutura de solidificação dupla, em que a região da microestrutura de solidificação dupla compreende: pelo menos uma porção com microestrutura de solidificação grosseira com um espaçamento interdendrítico na faixa de cerca de 50 a 200 micrometros; e pelo menos uma porção com microestrutura de solidificação fina com um espaçamento interdendrítico de pelo menos cerca de 15 micrometros. [0024] Em um outro aspecto, a revelação fornece uma peça fundida de metal conformada formada em um molde agregado por um processo de resfriamento rápido, a peça fundida compreendendo uma microestrutura de solidificação fina com um espaçamento interdendrítico que é mais fino que o espaçamento interdendrítico de uma peça fundida com um metal similar de um peso ou espessura na seção similar à produzida por um processo de fundição moldado agregado convencional ou moldado permanente. [0025] Adicional mente, a revelação fornece uma peça fundida de metal conformada com solidez substancial e com propriedades boas e substancialmente uniformes, parecendo até certo ponto com aquelas características normal mente associadas com peças forjadas. [00261 Outras características e vantagens de peças fundidas de acordo com a revelação são entendidas com mais detalhes com vistas nos desenhos, descrição detalhada, exemplos e reivindicações. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0027J A figura 1 é uma curva de resfriamento para uma liga de solução sólida que passa por solidificação dendrítica; [00281 A figura 1A é um gráfico mostrando o relacionamento entre o espaçamento interdendrítieo e velocidade de congelamento ou solidificação; [0029] A figura 2 é uma micrografia (a 200 X) mostrando a microestrutura de uma liga de solução sólida fundida por métodos de fundição convencionais; [0030J A figura 3 é uma micrografia de uma liga de solução sólida compreendendo uma região com microestrutura de solidificação fina (estrutura DAS dupla) produzida por ablação; [003 lj As figuras 4A-4E são representações esquemáticas de peças fundidas de metal compreendendo regiões de microestrutura de solidificação fina; [00321 A figura 5 é uma curva de resfriamento de uma liga de dendrita c eutétieo mista; [00331 A figura 6 é uma micrografia (a 200 X) representando a microestrutura de uma liga 356 mostrando partículas de silício eutéticas grosseiras fundida por métodos convencionais; [0034] A figura 7 é uma micrografia (a 200 X) representando uma liga A356 solidificada por ablação com regiões de material dendrítico grosseiro mais fino (estrutura DAS dupla) e material eutético fino; [0035] A figura 8 é uma micrografia (a 200 X) de uma porção de uma liga A356 solidificada por ablação mostrando DAS grosseiro uniforme e fase eutética fina uniforme; [0036] A figura 9 é uma micrografia (a 200 X) de uma liga A356 solidificada por ablação com regiões eutéticas finas, mas que são ligeiramente grosseiras depois de um tratamento térmico de solubilização; [0037] A figura 10 é uma micrografia (a 200 X) de uma liga A356 solidificada por ablação exibindo microestrutura dendrítica grosseira e microestrutura eutética basicamente fina, mas contendo traços de fase eutética grosseira; [0038] A figura 11 é um detalhe da micrografia (a 1.000 X) da figura 10 com um maior aumento; [0039] A figura 12 representa a taxa de solidificação de várias porções de uma liga dendrítica formada de acordo com uma modalidade exemplar; [0040] A figura 13 é um gráfico que representa a velocidade de resfriamento de várias seções de uma peça fundida da modalidade exemplar; [0041] A figura 14 é uma tabela mostrando as propriedades mecânicas de várias peças fundidas da modalidade exemplar; [0042] A figura 15 é um gráfico de barras e tabela comparando as propriedades mecânicas de peças fundidas de metal formadas por vários métodos de fundição;, [0043] A figura 16 é um gráfico mostrando o relacionamento entre o tamanho de células dendríticas e a velocidade de solidificação para ligas de alumínio; [0044] A figura 17a é uma micrografia (a 100 X) de uma microestrutura de molde permanente de fundição convencional de uma barra de 69,9 mm (2,75") de diâmetro de uma liga de alumínio; [0045] A figura 17b é uma micrografia (a 100 X) de uma microestrutura como esta feita com o processo de ablaçâo para a mesma liga no inicio da parte que sofreu ablação (primeira parte); e [0046] A figura 17c é uma micrografia (a 100 X) da última parte que sofreu ablação; [0047] A figura 18 é uma fotografia de um braço de controle automotivo de liga B206 solidificada por ablação mostrando a localização (em caixa) de onde barras de teste de tração foram usinadas depois do tratamento térmico; [0048] A figura 19 é urna tabela mostrando as propriedades mecânicas obtidas de uma seção muito espessa de uma peça fundida de liga de alumínio B206 da modalidade exemplar específica; [0049] A figura 20 é uma tabela mostrando dados da literatura para barras de tração fundidas separadamente de A2Ü6 produzidas por vários métodos de fundição; [0050] A figura 21 é uma micrografia feita de uma peça fundida B206 na forma fundida (F-revenída) obtida do centro da seção espessa mostrada na figura 18 e tendo material dendrítico tanto grosseiro quanto fino (estrutura DAS dupla). [0051] As figuras são mera mente com propósitos de ilustrar as várias modalidades de um desenvolvimento de acordo com a presente revelação e não se pretende que sejam modalidades limitantes do desenvolvimento.SUMMARY The disclosure provides, in various embodiments, a shaped metal casting formed in a mold joined by a rapid cooling process, the casting comprising a thin solidifying microstructure that is thinner than the casting microstructure. of a similar metal having a weight or thickness in the similar section which is produced by a conventional aggregate casting process, wherein the fine microstructure comprises one or more grains, dendrites, eutectic phases or combinations thereof. The disclosure also provides, in various embodiments, a metal casting having a cast microstructure, the microstructure comprising a first region located adjacent a surface of the metal casting, the first region comprising a coarse solidifying microstructure; and a second region located within the first region, the second region comprising a thin solidifying microstructure. In a further aspect, the disclosure provides, in various embodiments, a metal casting formed of an eutectic-containing alloy, the casting comprising a double solidifying microstructure region, wherein the double solidifying microstructure region comprises (i) one or more regions containing coarse dendrites; and (ii) one or more thin eutectic containing regions. Additionally, the disclosure provides a shaped metal casting made into a mold that is a at least partially aggregated mold, the casting comprising a double microstructure region, wherein the double solidifying microstructure region comprises at least one. coarse solidifying microstructure portion having a grain size and / or interdendritic and / or eutectic spacing in the range normally expected in a conventional aggregate or metal mold; and at least one thin solidifying microstructure with a grain size and / or interdendritic and / or eutectic spacing of less than one third of the conventional spacing for that portion of the cast piece. In yet another aspect, the disclosure provides a shaped metal casting made in an aggregate mold, the casting comprising a region of double solidification microstructure, wherein the region of the double solidification microstructure comprises: at least one coarsely solidifying microstructure portion having an interdendritic spacing in the range of about 50 to 200 micrometers; and at least a fine solidifying microstructure portion with an interdendritic spacing of at least about 15 micrometers. [0024] In another aspect, the development provides a shaped metal casting formed into a mold aggregated by a rapid cooling process, the casting comprising a thin solidifying microstructure with an interdendritic spacing that is thinner than the interdendritic spacing of a casting of a similar metal of a weight or thickness in the section similar to that produced by a conventional or permanent molded aggregate casting process. Further, the development provides a substantially solidly formed metal casting with good and substantially uniform properties, to some extent resembling those characteristics normally associated with forged parts. Further features and advantages of castings according to the disclosure are understood in more detail with reference to the drawings, detailed description, examples and claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cooling curve for a solid solution alloy undergoing dendritic solidification; Figure 1A is a graph showing the relationship between interdendritic spacing and freezing or solidification velocity; Figure 2 is a micrograph (at 200X) showing the microstructure of a solid solution alloy fused by conventional casting methods; Figure 3 is a micrograph of a solid solution alloy comprising a region of fine solidifying microstructure (double DAS structure) produced by ablation; Figures 4A-4E are schematic representations of metal castings comprising regions of fine solidifying microstructure; [00321] Figure 5 is a cooling curve of a mixed dutrite and eutectic alloy; Fig. 6 is a micrograph (at 200 X) depicting the microstructure of an alloy 356 showing coarse eutectic silicon particles fused by conventional methods; Figure 7 is a micrograph (at 200X) depicting an ablation solidified A356 alloy with regions of thinner coarse dendritic material (double DAS structure) and thin eutectic material; Figure 8 is a micrograph (at 200X) of a portion of an ablation solidified A356 alloy showing uniform coarse DAS and uniform fine eutectic phase; Figure 9 is a micrograph (at 200X) of an ablation solidified A356 alloy with thin eutectic regions, but which are slightly coarse after a solubilization heat treatment; Figure 10 is a micrograph (at 200X) of an ablation solidified A356 alloy showing coarse dendritic microstructure and basically fine eutectic microstructure, but containing traces of coarse eutectic phase; Fig. 11 is a detail of the micrograph (at 1000 X) of Fig. 10 with a larger magnification; Figure 12 depicts the solidification rate of various portions of a dendritic alloy formed according to an exemplary embodiment; [0040] Figure 13 is a graph depicting the cooling speed of various sections of an exemplary castings; Figure 14 is a table showing the mechanical properties of various castings of exemplary embodiment; [0042] Figure 15 is a bar graph and table comparing the mechanical properties of metal castings formed by various casting methods ;, [0043] Figure 16 is a graph showing the relationship between dendritic cell size and dendritic cell size. solidification rate for aluminum alloys; Figure 17a is a (100X) micrograph of a conventional die cast microstructure of an aluminum alloy 69.9 mm (2.75 ") diameter bar; [0045] Figure 17a. 17b is a micrograph (at 100 X) of a microstructure as made with the ablation process for the same alloy at the beginning of the ablated part (first part), and Figure 17c is a micrograph (at 100 X ) of the last ablated part; [0047] Figure 18 is a photograph of an ablation solidified B206 alloy automotive control arm showing the (boxed) location where tensile test bars were machined after heat treatment; [0048] Figure 19 is a table showing the mechanical properties obtained from a very thick section of a B206 aluminum alloy cast part of the specific exemplary embodiment; Figure 00 is a table showing literature data for draw bars. separate castings A2Ü6 produced by various casting methods; [0050] Figure 21 is a micrograph of a cast-piece B206 (F-tempered) obtained from the center of the thick section shown in Figure 18 and having both coarse and fine dendritic material (double DAS structure). The figures are merely for the purpose of illustrating the various embodiments of a development in accordance with the present disclosure and are not intended to be limiting embodiments of development.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0052] A revelação diz respeito a uma peça fundida conformada moldada agregada compreendendo pelo menos uma região com microestrutura de solidificação fina. Uma peça fundida de metal conformada moldada agregada de acordo com a revelação inclui uma região com microestrutura de solidificação que é mais fina que a microestrutura de solidificação obtida por métodos de moldagem agregados convencionais. Em algumas modalidades, uma peça fundida de metal conformada moldada agregada de acordo com a revelação tem uma microestrutura de solidificação que é substancialmente isenta de porosidade de contração. [0053] O tipo ou natureza da microestrutura de solidificação variará e dependerá do metal e/ou ligas metálicas que se solidificam. Várias microestruturas incluem dendritas, fase eutéticas, grãos e similares. Em uma modalidade, por exemplo, uma peça fundida conformada pode compreender somente um único tipo de microestrutura. Adicionalmente, uma liga pode apresentar uma microestrutura de solidificação compreendendo uma ou mais diferentes microestruturas. Por exemplo, em uma modalidade, uma peça fundida conformada pode apresentar uma microestrutura compreendendo uma combinação de dendritas e grãos. Em uma outra modalidade, uma peça fundida conformada pode apresentar uma combinação de dendritas e fases eutéticas. Ainda em uma outra modalidade, uma peça fundida conformada pode apresentar uma combinação de dendritas, fases eutéticas e grãos. Essas modalidades não são modalidades limitantes, já que outras combinações e/ou outras microestruturas podem ser possíveis. [0054] Na forma aqui usada, ligas eutéticas incluem qualquer liga que forma fases eutéticas, incluindo ligas hipoeutéticas, quase eutéticas ou hipereutéticas. [0055] Uma peça fundida de metal conformada moldada agregada de acordo com a presente revelação pode ser formada por um método tal como o descrito no pedido U.S. número de série 10/614.610, que foi depositado em 7 de julho de 2003, e cuja revelação na íntegra está aqui incorporada pela referência. Em geral, o pedido número de série 10/614.610 revela um processo para o rápido resfriamento e solidificação de peças fundidas conformadas moldadas agregadas. O método também permite a remoção do molde. O processo descrito no pedido número de série 10/614.601 é aqui referido como "ablação". [0056] Mediante solidificação durante um processo de ablação, uma peça fundida de metal apresenta uma microestrutura de solidificação fina que é mais fina que a microestrutura de um metal similar com um peso ou espessura da seção similar que é produzido por um processo de fundição agregado convencional. A fineza de uma microestrutura pode ser definida em termos do tamanho ou espaçamento exibido por um tipo particular de microestrutura. Por exemplo, grãos apresentam um tamanho de grão, dendritas exibem um espaçamento interdendrítico, e fases eutéticas exibem um espaçamento eutético._ [0057] Com referência à figura 1, está mostrada uma curva de resfriamento ou solidificação para uma liga de solução sólida. Ligas do tipo solução sólida formam somente grãos e/ou dendritas durante solidificação. A curva de resfriamento mostra o resfriamento de uma liga de solução sólida com o tempo, a partir da temperatura de vazamento (Tp) através da temperatura do liquidus (Tl) até a temperatura do solidus (Ts), que é o ponto no qual a solidificação está completa. [0058] O resfriamento de uma liga tipo solução sólida em um molde agregado convencional é representado pelo perfil tempo/temperatura "abcdefi. O tempo total para o resfriamento usando métodos convencionais é na faixa de minutos a horas e, certamente, depende particularmente da espessura da peça fundida, e da taxa na qual calor pode ser transferido para o molde. A taxa de resfriamento diminui na temperatura liquidus (Tl) em decorrência da evolução do calor latente durante a formação de dendritas. A solidificação é completa na temperatura solidus (Ts) e a taxa de queda de temperatura aumenta uma vez que a evolução do calor latente cede. [0059] No ponto "e" na figura 1, a aplicação de qualquer resfriamento rápido é muito tarde para ter qualquer efeito na microestrutura de solidificação. Assim, por exemplo, o perfil de resfriamento "el" não teria nenhum efeito na microestrutura de solidificação e não é parte deste pedido de patente. Perfis de resfriamento tal como "el", entretanto, são normalmente utilizados na indústria de fundição onde peças fundidas são retiradas de uma matriz metálica e temperadas diretamente em água. [0060] A estrutura solidificada de ligas de solução sólida tipicamente consiste praticamente em dendritas que são contornadas por uma espessura desprezível de material interdendrítico residual. O espaçamento interdendrítico secundários (geralmente referidos mais simplesmente neste pedido como espaçamento interdendrítico, ou DAS) depende do tempo de congelamento, isto é, o tempo de solidificação, que é o tempo que um local fixo na peça fundida existe a uma temperatura entre a temperatura liquidus Tl e a temperatura solidus Ts da liga. Em termos do período de tempo na figura la, vê-se que ts = tc - tc. [0061] A figura la mostra a relação logarítmica aproximada entre o DAS local e o ts local em muitas ligas Al comuns. Esta figura ilustra que, para reduzir DAS em um fator de 10, ts tem que ser reduzido em um fator de aproximadamente 1.000. (Infelizmente, um relacionamento como este não foi investigado com relação a grãos e espaçamento eutético, e assim uma descrição clara e quantitativa do refinamento desses outros recursos da estrutura de solidificação de algumas ligas não pode ser feita facilmente. Assim, previsões quantitativas de refino da estrutura por ablação descrita neste pedido concentram-se em DAS. Entretanto, deve-se entender que refinamentos similares, mas não quantificados, são confrontados em tamanho de grão e espaçamento eutético). Assim, são necessários aumentos muito grandes na velocidade de resfriamento para afetar substancialmente a fineza da microestrutura de solidificação. [0062] Embora o relacionamento quantitativo exemplificado na figura 1 esteja descrito com relação a dendritas e espaçamento interdendrítico, refinos paralelos similares são esperados no tamanho de grão e/ou espaçamento eutético em ligas compreendendo grãos e/ou fases eutéticas. [0063] Para métodos de fundição agregados convencionais, para uma pequena peça fundida de liga de alumínio pesando algumas libras ou quilos, o tempo de solidificação local é tipicamente da ordem de cerca de 1.000 segundos. Esses métodos de fundição agregados convencionais produzem peças fundidas com um DAS de cerca de 100 micrometros, e algumas vezes na faixa de cerca de 50 micrometros a cerca de 200 micrometros. Na forma aqui usada, uma microestrutura de solidificação com um DAS maior que 50 micrometros é referida como microestrutura "grosseira". A figura 2 é uma micrografia representando a microestrutura grosseira de uma liga fundida de solução sólida A206 (uma liga Al - 4,5 % em peso Cu nominal) que foi fundida por métodos convencionais. [0064] Uma peça fundida de acordo com a presente revelação compreende a presença de microestrutura de solidificação fina em pelo menos uma porção da peça fundida. Ou seja, uma peça fundida pode compreender de mais de 0 % até 100 % de microestrutura de solidificação fina. Em uma modalidade, a peça fundida é substancialmente sem nenhuma microestrutura de solidificação grosseira e compreende até 100 % de microestrutura de solidificação fina que é contínua por toda a peça fundida. Em uma outra modalidade, uma peça fundida compreende uma primeira região adjacente à superfície da peça fundida que compreende até 100 % de microestrutura de solidificação grosseira, e uma segunda região interna à primeira região, em que a segunda região compreende até 100 % de microestrutura de solidificação fina. Ainda em uma outra modalidade, uma peça fundida de acordo com a presente revelação compreende uma região contínua, ou pelo menos substancialmente contínua de microestrutura de solidificação fina que se estende de uma extremidade distai da peça fundida até uma extremidade proximal desta, isto é, a extremidade adjacente ao alimentador ou canal de alimentação. [0065] Em outras modalidades, uma peça fundida compreende uma região com microestrutura de solidificação dupla intermediária à região com microestrutura de solidificação grosseira e uma região com microestrutura de solidificação fina. Na forma aqui usada, uma região com microestrutura dupla é uma região que inclui áreas de microestrutura grosseira com uma ou mais áreas de microestrutura fina dispersa nela. Ainda em uma outra modalidade, a microestrutura de solidificação dupla em uma peça fundida é substancialmente contínua de uma extremidade distai da peça fundida até o alimentador. [0066] O espaçamento interdendrítico no geral depende do tempo no qual ocorre a solidificação. Conforme mostrado na figura IA, o relacionamento log/log do espaçamento interdendrítico com o tempo de solidificação é linear e, para ligas de alumínio, por exemplo, tem uma inclinação de aproximadamente 1/3. O gráfico mostra que existe aproximadamente um fator de 5 de redução do espaçamento para cada fator de 100 no tempo de solidificação. Assim, uma seção da peça fundida particular em um molde convencional pode se solidificar em 1.000 segundos, dando um DAS correspondente de 100 micrometros. Na técnica de resfriamento rápido descrita no pedido U.S. número de série 10/614.601, a mesma seção da peça fundida resultaria em um tempo de solidificação local de apenas aproximadamente 10 segundos, dando um espaçamento interdendrítico de cerca de 20 micrometros. O relacionamento entre o espaçamento e o tempo de solidificação permanece constante durante todo o tempo experimental. A figura 3 é uma micrografia mostrando regiões tanto de microestrutura fina quanto regiões de microestrutura grosseira. [0067] Com referência às figuras 4A-4E, estão mostradas várias modalidades exemplares de peças fundidas de metal conformadas moldadas agregadas compreendendo uma região com microestrutura de solidificação fina. [0068] Com referência à figura 4A, está mostrada uma modalidade na qual uma peça fundida compreende uma pequena porcentagem de microestrutura de solidificação fina. A peça fundida na figura 4A representa uma situação na qual o processo de resfriamento rápido, tal como ablação, é aplicado posteriormente no processo de fundição. Na peça fundida na figura 4a, ocorreu um pouco de solidificação antes do rápido resfriamento (por exemplo, ablação), e porções da peça fundida, tais como aquelas que têm um pequeno módulo geométrico (razão do volume para área de resfriamento) convencionalmente solidificam. Regiões de microestrutura de solidificação dupla ocorrem onde algumas porções se solidificaram antes da ablação, mas outras porções permanecem líquidas no momento em que começa a ablação. Mesmo em um exemplo tal como da figura 4A onde uma porção da peça fundida se solidificou antes de um processo de resfriamento rápido, e assim constituindo uma aplicação bem além da ideal desta invenção, a presença mesmo de uma pequena quantidade de microestrutura de solidificação fina é vantajosa. Especificamente, em processos convencionais, a pequena porcentagem de líquido residual em ligas metálicas que permanece é particularmente difícil de solidificar sem criar defeitos, tal como porosidade de contração. A aplicação de uma técnica de resfriamento rápido, tal como ablação, entretanto, converte essas regiões de zonas defeituosas em zonas de estrutura fina. A presença mesmo de pequenas zonas de estrutura fina fornece boas propriedades mecânicas, comparadas com aquelas zonas defeituosas de uma peça fundida convencionalmente solidificada. Embora seja de se esperar que a região aprisionada de líquido residual ilustrada na figura 4A demonstre alguma porosidade de contração, a solidificação por ablação desta região reduzirá a extensão da contração e a substituirá por uma região correspondente de material resistente e consistente. É de se esperar que o perfil da microestrutura de solidificação da figura 4A onde é aplicada a etapa de resfriamento rápido bem depois, próxima, mas antes, do ponto "e" no gráfico da figura 1. [0069] Em uma outra modalidade, uma peça fundida conformada moldada agregada compreende uma região eom microestrutura de solidificação fina e uma região com microestrutura de solidificação dupla, em que a região com microestrutura de solidificação dupla é substancial mente contínua de uma extremidade distai da peça fundida até uma extremidade proximal da peça fundida, A modalidade da figura 4B é um exemplo de uma modalidade de uma peça fundida com uma região com microestrutura de solidificação dupla substancia] mente contínua. E de se esperar que o perfil da microestrutura de solidificação da figura 4B seja um perfil que segue o perfil de resfriamento "abcdjk11 na figura 1. N figura 4B, o ponto de solidificação é atingido e passa o ponto no qual a solidificação natural da seção limitada atinge o centro da seção. A peça fundida é solidificada por um procedimento de resfriamento rápido, tal como ablação, das partes mais distantes da peça fundida até o ponto central. Se a zona de estrutura fina produzida pelo rápido resfriamento termina ao se atingir a restrição do módulo (tal como se dã na modalidade da figura 4B) a peça fundida solidificará consistentemente até este ponto. Mesmo que a microestrutura de solidificação dupla esteja ausente na região local da restrição nesta modalidade na figura 4B, o rápido tempo de solidificação local em todo o restante da peça fundida cria uma zona substancial mente contínua de uma liga fina e sólida, sem defeitos de contração, em todo o restante da peça fundida. Assim, provocando a solidificação direcionalmente a partir de regiões distais para as proximais do alimentador, as porções mais distantes da peça fundida exibirão microestrutura de solidificação fina e solidez mecânica que não foram conseguidas por métodos convencionais. [0070] Na modalidade da figura 4C, a peça fundida inclui uma maior porcentagem de microestrutura de solidificação fina, e a região da microestrutura de solidificação dupla é contínua na região restrita da peça fundida. Uma microestrutura de solidificação desejável como esta pode ser conseguida aplicando-se um procedimento de resfriamento rápido, tal como ablação, em um momento anterior ao da figura 4B. [0071] Em uma outra modalidade, tal como a da figura 4D, uma peça fundida de metal compreende uma região com microestrutura de solidificação fina desejável que é substancialmente contínua das extremidades distais da peça fundida até o alimentador. Uma microestrutura de solidificação como esta pode ser conseguida aplicando-se um procedimento de resfriamento rápido cedo no perfil de resfriamento. Nesta modalidade, a peça fundida pode também incluir regiões de microestrutura de solidificação dupla e microestrutura de solidificação grosseira. É de se esperar o perfil da microestrutura de solidificação das figuras 4C e 4D pela aplicação de um resfriamento rápido em um tempo anterior, de maneira tal que a parte mais estreita da peça fundida siga um trajetória a começar em um ponto entre c e d no perfil de resfriamento na figura 1. [0072] Ainda em uma outra modalidade, tal como a modalidade da figura 4E, toda a microestrutura de solidificação compreende uma microestrutura de solidificação fina. Uma estrutura desejável como esta pode ser conseguida aplicando-se um método de resfriamento rápido no ponto "b" na curva de resfriamento da figura 1 e seguindo o perfil "abghi". Isto ocorrería se não ocorrer nenhuma solidificação por causa da perda de calor para o molde e a solidificação ocorrer completamente de forma unidirecional e em uma alta velocidade. Entretanto, uma estrutura como esta não é facilmente atingida e tem ainda que ser experimentalmente conseguida pelos inventores. Dificuldades em se conseguir esta microestrutura de solidificação surgem da colisão do líquido refrigerante diretamente na superfície da peça fundida ainda líquida. Uma peça fundida compreendendo 100 % de microestrutura de solidificação fina pode ser conseguida sob certas condições tal como usando um molde altamente isolante e aplicando um processo de solidificação altamente direcional. [0073] Uma peça fundida de metal conformada moldada agregada pode compreender de cerca de 1 a cerca de 100 % de microestrutura de solidificação fina. Mesmo uma pequena quantidade de microestrutura de solidificação é desejável para melhorar as propriedades mecânicas de uma peça fundida. Isto é especialmente o caso em que a criação de pequenas quantidades de microestrutura de solidificação fina denotando como se dá nesta invenção a ação de solidificação direcional, e, assim, alimentação ideal, impede que defeitos, tal como porosidade de contração, ocorram na peça fundida. [0074] Peças fundidas de acordo com a presente revelação que incluem uma região com microestrutura de solidificação fina podem ser formadas de qualquer liga de solução sólida que se solidifica dendriticamente. Essas incluem tanto materiais ferrosos quanto materiais não ferrosos. O espaçamento interdendrítico tanto de regiões de microestrutura de solidificação grosseira quanto fina irá variar dependendo do metal que é usado. Com relação a ligas de alumínio, regiões de microestrutura de solidificação grosseiras tipicamente têm um espaçamento interdendrítico maior que cerca de 50 micrometros. Em algumas modalidades, a microestrutura de solidificação grosseira tem um espaçamento interdendrítico de cerca de 50 a cerca de 200 micrometros. Também, em ligas de alumínio, a microestrutura de solidificação fina tem um espaçamento interdendrítico de menos de cerca de 15 micrometros e, em algumas modalidades, é de cerca de 5 a cerca de 15 micrometros. [0075] Ligas nas quais a solidificação ocorre parcialmente pela solidificação dendrítica e parcialmente pela solidificação eutética, como é típico de muitas ligas Al-Si, exemplificadas pela liga Al-7Si-0,4 Mg (A356), podem também exibir microestrutura dendrítica fina e/ou eutética fina. A curva de resfriamento convencional para ligas dendríticas/eutéticas mistas está ilustrada na figura 5 como a curva "a-h". A começar na temperatura de vazamento (Tp) no ponto "a" a liga líquida resfria até a temperatura liquidus (Tl), no ponto "c", que é o ponto no qual as dendritas começam se formar. O crescimento dendrítico é completado no ponto "e", que é a temperatura eutética (TE). A queda de temperatura é impedida, formando um patamar até o término da solidificação eutética no ponto "g". Neste ponto, a peça fundida está completamente solidificada, e resfriamento adicional até a temperatura ambiente segue "gh". Uma segunda liga de exemplo de uma liga Al-Si que se beneficia poderosamente da aplicação desta invenção é a liga A319 amplamente usada. Esta liga também contém um pouco de cobre. A liga difere um pouco da A356 por ter uma região de formação de eutético "eg" que não é isotérmica, o patamar horizontal "eg" da figura 5 sendo substituído por uma inclinação para baixo estacionária. Entretanto, os mesmos princípios se aplicam precisamente. [0076] Este resfriamento convencional lento, por exemplo, em molde de areia de sílica, resulta em uma estrutura de dendritas com um DAS na região de 200 até 50 micrometros. As dendritas são envoltas pelo eutético, que é caracterizado por um espaçamento na região de 20 até 2 micrometros. Isto está denotado pela microestrutura eutética convencional ou "grosseira" com propósitos de nossa descrição (figura 6). [0077] Se fosse possível submeter a liga a um resfriamento total por ablação, o perfil de resfriamento seguiría a trajetória "bijkl" de forma que toda a microestrutura de solidificação consistisse em dendritas finas e eutético muito fino. Entretanto, conforme discutido anteriormente, embora esta estrutura não seja facilmente obtida, e tem ainda que ser testada pelos inventores, ela pode ser concebível em condições especiais. Essas condições podem incluir circunstâncias nas quais o molde é altamente isolante, e a solidificação é altamente direcional. Peças fundidas com excelentes propriedades mecânicas, no entanto, são obtidas sem lançar mão dessas condições especiais. [0078] Em geral, um perfil de resfriamento mais prático está ilustrado pela curva de resfriamento "abcdrmno". Nesta situação, o resfriamento anterior de "cd" cria dendritas grosseiras para reforçar a peça fundida no seu estado quente parcialmente solidificado e, portanto, fraco, antes da aplicação do refrigerante. As dendritas subsequentes e o eutético são ambos então submetidos ao resfriamento rápido, de forma que a microestrutura de solidificação fina inclui tanto dendritas finas (DAS na região de 30 até 5 micrometros) e eutético fino (não resolvido com aumento de 1.000 X, uma vez que seu espaçamento é em tomo de apenas 1 micrometro). [0079] As duas regiões da microestrutura conseqüentemente dupla formam áreas visualmente altamente distintas quando vistas ao microscópio. A figura 7 mostra uma estrutura na qual a ablação foi aplicada a tempo de solidificar parte do material dendrítico, seguido pela solidificação rápida de todo o eutético. O eutético é tão fino que não pode ser resolvido nesta imagem, mas aparece como uma fase cinza clara uniforme (neste caso, a liga não teve ação de refino das adições de modificadores químicos tal como Na ou Sr). Adicionalmente, em virtude de todo o eutético se solidificar ao longo da trajetória "mn", toda a fase eutética, entre tanto as dendritas finas quanto grosseiras, é vista uniformemente fina na figura 7. [0080] O eutético uniforme e extremamente fino é um recurso comum de microestruturas de solidificação com ablação e é exclusivo para ligas resfriadas por ablação que não receberam benefício da modificação química por Na ou Sr como uma ajuda para refinar a microestrutura. Vê-se na figura 8, na qual uma certa impureza finamente distribuída e porosa associada pode também ser vista na estrutura. As propriedades mecânicas das peças fundidas parecem ser notavelmente insensíveis à maioria dos defeitos desta variedade e tamanho. A figura 9 ilustra um eutético fino similar depois de um tratamento térmico de solubilização. Na figura 9, o eutético cresceu um pouco para reduzir sua energia interfacial como é comum para estruturas bifásicas submetidas a tratamento de alta temperatura. [0081] Em princípio, embora não normalmente desejável, seria possível permitir que todas as dendritas solidificassem com a estrutura grosseira, fazendo somente uma aplicação posterior do resfriamento de ablação, tal como, por exemplo, no ponto "f" na figura 5. Neste caso, parte do eutético teria solidificado com uma estrutura eutética grosseira. Uma estrutura como esta está mostrada na figura 10. As regiões finais do eutético que se solidificam com o benefício do resfriamento por ablação adotam a estrutura extremamente fina e são em geral isentas de porosidade e apresentam somente fases ficas em ferro finas, que são em geral muito pequenas para ser vistas na figura 10. A um maior aumento, umas poucas fases ricas em ferro podem ser vistas, conforme mostrado na figura 11. [0082] Para ligas dendríticas/eutéticas mistas, a maioria dos benefícios da ablação é desfrutada por aquelas estruturas vistas nas figuras 10 e 11, em virtude de a solidificação progressiva do líquido residual ainda ser efetiva para alimentar a peça fundida direcionalmente. A liga na figura 10, por exemplo, foi tratada termicamente, portanto, até certo ponto aumentando o tamanho de todas as partículas de silício na fase eutética. [0083] Na prática, entretanto, é desejável, e facilmente obtenível, que alguma estrutura dendrítica grosseira seja formada antes da aplicação da ablação (ponto de partida "d" na figura 5). A microestrutura dendrítica resultante usual é, portanto, dupla no sentido supradescrito e inclui eutético relativamente fino uniforme. [0084] Como antes, se refrigerante for aplicado muito depois, por exemplo, seguindo a trajetória "gq" na figura 5, a ação da ablação não pode influenciar a microestrutura de solidificação da peça fundida, certamente, em virtude de a peça fundida ter sido completamente solidificada antes de qualquer aplicação de um refrigerante. Tal resfriamento de uma peça fundida não forma parte deste pedido de patente, e se enquadra no regime de produção de peças fundidas bem conhecido pelos versados na técnica. [0085] Para peças fundidas convencionalmente resfriadas (aquelas que adotam a trajetória de resfriamento que termina em "h" ou "q") as últimas regiões da peça fundida a solidificar geralmente têm porosidade. Além do mais, tais peças fundidas, quando feitas em uma liga de alumínio típica, tal como a liga A356, geralmente têm plaquetas finas de precipitados de ferro beta que prejudicam ainda mais as propriedades. [0086] Peças fundidas resfriadas por ablação, incluindo tanto peças fundidas dendríticas quanto peças fundidas dendríticas/eutéticas, compreendendo uma microestrutura de solidificação fina são geralmente isentas de defeitos que são geralmente encontrados em peças fundidas formadas por métodos de fundição convencionais. Em uma modalidade, uma peça fundida compreendendo uma porção com microestrutura de solidificação fina é substancialmente isenta de porosidade. A rápida solidificação e alimentação direcional criada pela ablação reduz tanto porosidade por gás quanto pela contração. Em uma outra modalidade, uma peça fundida compreendendo uma porção com microestrutura de solidificação fina é substancialmente isenta das plaquetas ricas em ferro prejudiciais grandes. Em outras modalidades, uma peça fundida é substancialmente isenta tanto de porosidade quanto de plaquetas ricas em ferro. Sem querer ficar preso a nenhuma teoria particular, a redução no tamanho das plaquetas ricas em ferro pode ser o resultado da têmpera mais rápida da liga líquida. A redução da porosidade também se beneficia desta velocidade. Além do mais, ela é significativamente auxiliada pela ação naturalmente progressiva do processo de ablação, em que a ação de resfriamento da água (ou outro fluido) desloca-se estavelmente ao longo do comprimento da peça fundida para ativar a solidificação em um modo altamente direcional no sentido da fonte de metal de alimentação. Além disso, a manutenção de uma zona pastosa relativamente estreita pela imposição de um alto gradiente de temperatura desta maneira é altamente efetiva para assistir na alimentação da peça fundida. [0087] A redução substancial ou eliminação da porosidade da contração é significativa, e pode ser estabelecida da seguinte maneira. Porosidade pela contração é normalmente esperada em regiões da peça fundida tal como um ponto quente não alimentado. Em princípio, entretanto, essas regiões podem ser alimentadas se o processo de solidificação for realizado unidirecionalmente. A água ou outro fluido de resfriamento é aplicada para realizar a ablação do molde e resfriar e fazer com que a solidificação na peça fundida se dê sistematicamente, criando um gradiente de temperatura exclusivamente direcional forte. Assim, essas regiões que seriam isoladas do líquido de alimentação em uma fundição convencional são facilmente e automaticamente alimentadas até a solidez, ou solidez bastante melhorada, quando os benefícios da invenção são corretamente aplicados. [0088] Por este motivo, ligas que não podem normalmente ser fundidas como peças fundidas conformadas em virtude de problemas de fragilidade a quente, tais como as ligas brutas 6061 e 7075, etc., ou com grande faixa de solidificação, tais como as ligas 7075 e 852, podem facilmente e proveitosamente ser fundidas em uma forma conformada por meio de técnicas de ablação. Além do mais, as peças fundidas submetidas a ablação são caracterizadas por uma microestrutura de solidificação que é imediatamente identificável como exclusiva em uma peça fundida conformada. [0089] Uma peça fundida de metal conformada moldada agregada compreendendo uma região com microestrutura de solidificação fina está descrita com detalhes com referência aos exemplos seguintes. Os exemplos são meramente com propósitos de ilustrar modalidades potenciais de uma peça fundida de metal conformada com uma região com microestrutura de solidificação fina e não têm o objetivo de ser modalidades limitantes destas.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The disclosure relates to an aggregate molded shaped casting comprising at least one region of fine solidifying microstructure. An aggregate shaped shaped metal casting according to the disclosure includes a region with solidification microstructure that is thinner than the solidification microstructure obtained by conventional aggregate molding methods. In some embodiments, an aggregate molded shaped metal casting according to the disclosure has a solidification microstructure that is substantially free of shrinkage porosity. The type or nature of the solidification microstructure will vary and depend on the solidifying metal and / or alloys. Various microstructures include dendrite, eutectic phase, grain and the like. In one embodiment, for example, a shaped casting may comprise only a single type of microstructure. Additionally, an alloy may have a solidifying microstructure comprising one or more different microstructures. For example, in one embodiment, a shaped casting may have a microstructure comprising a combination of dendrites and grains. In another embodiment, a shaped casting may have a combination of dendrites and eutectic phases. In yet another embodiment, a shaped casting may have a combination of dendrites, eutectic phases and grains. These modalities are not limiting modalities, as other combinations and / or other microstructures may be possible. In the form used herein, eutectic alloys include any alloy that forms eutectic phases, including hypoeutectic, quasi-eutectic or hypereutectic alloys. An aggregate shaped shaped metal cast part in accordance with the present disclosure may be formed by a method such as that described in US serial number 10 / 614,610, which was filed on July 7, 2003, and whose disclosure in its entirety is hereby incorporated by reference. In general, application serial number 10 / 614,610 discloses a process for the rapid cooling and solidification of aggregate shaped shaped castings. The method also allows mold removal. The process described in application serial number 10 / 614,601 is referred to herein as "ablation". Upon solidification during an ablation process, a metal cast piece has a thin solidification microstructure that is thinner than a similar metal microstructure with a similar section weight or thickness that is produced by an aggregate casting process. conventional. The fineness of a microstructure can be defined in terms of the size or spacing exhibited by a particular type of microstructure. For example, grains have a grain size, dendrites exhibit interdendritic spacing, and eutectic phases exhibit eutectic spacing. [0057] Referring to Figure 1, a cooling or solidification curve for a solid solution alloy is shown. Solid solution type alloys form only grains and / or dendrites during solidification. The cooling curve shows the cooling of a solid solution alloy over time, from the pouring temperature (Tp) through the liquidus temperature (Tl) to the solidus temperature (Ts), which is the point at which solidification is complete. [0058] Cooling of a solid solution alloy in a conventional aggregate mold is represented by the "abcdefi time / temperature profile. Total cooling time using conventional methods is in the range of minutes to hours and certainly depends on the thickness. the rate at which heat can be transferred to the mold.The cooling rate decreases at liquidus temperature (Tl) due to the evolution of latent heat during dendrite formation. Solidification is complete at solidus temperature (Ts ) and the rate of drop in temperature increases as the evolution of latent heat subsides. [0059] At point "e" in Figure 1, the application of any rapid cooling is too late to have any effect on the solidification microstructure. for example, the cooling profile "el" would have no effect on the solidification microstructure and is not part of this patent application. Mo "el", however, are commonly used in the foundry industry where castings are taken from a metal die and quenched directly in water. The solidified structure of solid solution alloys typically consists practically of dendrites which are circumvented by a negligible thickness of residual interdendritic material. Secondary interdendritic spacing (generally referred to more simply in this application as interdendritic spacing, or DAS) depends on freezing time, i.e. solidification time, which is the time that a fixed location in the casting exists at a temperature between liquidus Tl and the temperature solidus Ts of the alloy. In terms of the time period in figure 1a, it is seen that ts = tc - tc. [0061] Figure 1a shows the approximate logarithmic relationship between the local DAS and the local ts in many common Al alloys. This figure illustrates that to reduce DAS by a factor of 10, ts must be reduced by a factor of approximately 1,000. (Unfortunately, such a relationship has not been investigated with respect to grain and eutectic spacing, so a clear and quantitative description of the refinement of these other features of the solidification structure of some alloys cannot be easily made. ablation structure described in this application focus on DAS, however, it should be understood that similar but unquantified refinements are compared in grain size and eutectic spacing). Thus, very large increases in cooling rate are required to substantially affect the fineness of the solidification microstructure. Although the quantitative relationship exemplified in Figure 1 is described with respect to dendrites and interdendritic spacing, similar parallel refinements are expected in grain size and / or eutectic spacing in alloys comprising grains and / or eutectic phases. For conventional aggregate casting methods, for a small aluminum alloy cast piece weighing a few pounds or pounds, the local solidification time is typically on the order of about 1,000 seconds. These conventional aggregate casting methods produce castings with a DAS of about 100 micrometers, and sometimes in the range of about 50 micrometers to about 200 micrometers. In the form used herein, a solidification microstructure with a DAS greater than 50 micrometers is referred to as "coarse" microstructure. Figure 2 is a micrograph depicting the coarse microstructure of an A206 solid solution cast alloy (an Al - 4.5 wt.% Cu nominal alloy) that has been cast by conventional methods. A casting according to the present disclosure comprises the presence of fine solidifying microstructure in at least a portion of the casting. That is, a casting may comprise from more than 0% to 100% fine solidifying microstructure. In one embodiment, the casting is substantially without any coarse solidifying microstructure and comprises up to 100% fine solidifying microstructure that is continuous throughout the casting. In another embodiment, a casting comprises a first region adjacent to the surface of the casting comprising up to 100% coarse solidifying microstructure, and a second region internal to the first region, wherein the second region comprises up to 100% microstructure. Fine solidification. In yet another embodiment, a casting according to the present disclosure comprises a continuous or at least substantially continuous region of fine solidifying microstructure extending from a distal end of the casting to a proximal end thereof, i.e. end adjacent to the feeder or feed channel. In other embodiments, a casting comprises a region of double solidification microstructure intermediate to the region of coarse solidification microstructure and a region of fine solidification microstructure. In the form used herein, a double microstructure region is a region that includes areas of coarse microstructure with one or more areas of thin microstructure dispersed therein. In yet another embodiment, the double solidification microstructure in a casting is substantially continuous from a distal end of the casting to the feeder. Interdendritic spacing generally depends on the time at which solidification occurs. As shown in Figure 1A, the log / log relationship of interdendritic spacing to solidification time is linear and, for aluminum alloys, for example, has a slope of approximately 1/3. The graph shows that there is approximately a factor of 5 spacing reduction for each factor of 100 in solidification time. Thus, a section of the particular cast in a conventional mold can solidify in 1,000 seconds, giving a corresponding DAS of 100 micrometers. In the rapid cooling technique described in U.S. Serial No. 10 / 614,601, the same section of the casting would result in a local solidification time of only about 10 seconds, giving an interdendritic spacing of about 20 micrometers. The relationship between spacing and solidification time remains constant throughout the experimental time. Figure 3 is a micrograph showing regions of both fine microstructure and coarse microstructure regions. Referring to Figures 4A-4E, various exemplary embodiments of aggregate shaped shaped metal castings comprising a region of fine solidifying microstructure are shown. Referring to Figure 4A, an embodiment is shown in which a cast part comprises a small percentage of fine solidifying microstructure. The casting in Figure 4A represents a situation in which the rapid cooling process, such as ablation, is later applied to the casting process. In the casting in figure 4a, some solidification has occurred before rapid cooling (e.g. ablation), and portions of the casting, such as those having a small geometric modulus (volume to cooling area ratio) conventionally solidify. Double solidification microstructure regions occur where some portions solidify before ablation, but other portions remain liquid at the time ablation begins. Even in an example such as Figure 4A where a portion of the casting has solidified prior to a rapid cooling process, and thus constituting an application well beyond the ideal of this invention, the presence of even a small amount of fine solidifying microstructure is advantageous. Specifically, in conventional processes, the small percentage of residual metal alloy liquid that remains is particularly difficult to solidify without creating defects such as shrinkage porosity. Applying a rapid cooling technique, such as ablation, however, converts these faulty zone regions to thin structure zones. The presence of even small areas of fine structure provides good mechanical properties compared to those defective zones of a conventionally solidified castings. While the residual liquid trapped region shown in Figure 4A is expected to show some shrinkage porosity, ablation solidification of this region will reduce the extent of shrinkage and replace it with a corresponding region of strong and consistent material. It is expected that the solidification microstructure profile of figure 4A where the rapid cooling step is applied well past, but close to, the point "e" in the graph of figure 1. In another embodiment, a Aggregate shaped conformal cast member comprises a region of fine solidification microstructure and a region of double solidification microstructure, wherein the region of double solidification microstructure is substantially continuous from a distal end of the casting to a proximal end of the casting; The embodiment of FIG. 4B is an example of a one-piece embodiment of a substantially continuous double solidifying microstructure region. It is expected that the solidification microstructure profile of figure 4B will be a profile that follows the cooling profile "abcdjk11 in figure 1. In figure 4B, the solidification point is reached and passes the point at which the natural solidification of the section The melt is solidified by a rapid cooling procedure, such as ablation, from the farthest parts of the melt to the center point. modulus constraint (as in the embodiment of Figure 4B) the casting will solidify consistently up to this point Even if the double solidification microstructure is absent in the local constraint region in this embodiment in Figure 4B, the rapid local solidification time in the rest of the casting creates a substantially continuous zone of fine, solid alloy without shrink defects throughout Thus, by directionally solidifying from distal to proximal regions of the feeder, the farthest portions of the cast will exhibit fine solidification microstructure and mechanical strength that were not achieved by conventional methods. In the embodiment of Figure 4C, the casting includes a higher percentage of fine solidifying microstructure, and the region of the double solidifying microstructure is continuous in the restricted region of the casting. A desirable solidifying microstructure such as this can be achieved by applying a rapid cooling procedure, such as ablation, at a time prior to Figure 4B. In another embodiment, such as Figure 4D, a metal casting comprises a region of desirable fine solidifying microstructure that is substantially continuous from the distal ends of the casting to the feeder. Such a solidifying microstructure can be achieved by applying a rapid cooling procedure early on the cooling profile. In this embodiment, the casting may also include regions of double solidification microstructure and coarse solidification microstructure. The solidification microstructure profile of Figures 4C and 4D is to be expected by applying rapid cooling at an earlier time, such that the narrowest part of the casting follows a path beginning at a point between c and d in the profile. cooling in Figure 1. In yet another embodiment, such as the embodiment of Figure 4E, the entire solidification microstructure comprises a fine solidification microstructure. Such a desirable structure can be achieved by applying a rapid cooling method at point "b" in the cooling curve of Figure 1 and following the "abghi" profile. This would occur if no solidification occurs because of heat loss to the mold and solidification occurs completely unidirectionally and at a high speed. However, such a structure is not easily achieved and has yet to be experimentally achieved by the inventors. Difficulties in achieving this solidification microstructure arise from the collision of the coolant directly on the surface of the still liquid cast part. A casting comprising 100% fine solidification microstructure can be achieved under certain conditions such as using a highly insulating mold and applying a highly directional solidification process. An aggregate shaped shaped metal casting may comprise from about 1 to about 100% fine solidifying microstructure. Even a small amount of solidifying microstructure is desirable to improve the mechanical properties of a cast part. This is especially the case where the creation of small amounts of fine solidifying microstructure denoting the directional solidifying action of this invention, and thus optimal feeding, prevents defects such as shrinkage porosity from occurring in the casting. . Castings according to the present disclosure which include a region of fine solidifying microstructure may be formed of any dendritically solidifying solid solution alloy. These include both ferrous and non-ferrous materials. The interdendritic spacing of both coarse and fine solidifying microstructure regions will vary depending on the metal being used. With respect to aluminum alloys, coarse solidifying microstructure regions typically have an interdendritic spacing greater than about 50 micrometers. In some embodiments, the coarse solidifying microstructure has an interdendritic spacing of about 50 to about 200 micrometers. Also, in aluminum alloys, the fine solidifying microstructure has an interdendritic spacing of less than about 15 micrometers and, in some embodiments, is about 5 to about 15 micrometers. Alloys in which solidification occurs partly by dendritic solidification and partly by eutectic solidification, as is typical of many Al-Si alloys, exemplified by the Al-7Si-0.4 Mg alloy (A356), may also exhibit fine dendritic microstructure. and / or fine eutectic. The conventional cooling curve for mixed dendritic / eutectic alloys is shown in figure 5 as the "a-h" curve. Starting at the pouring temperature (Tp) at point "a" the liquid alloy cools to the liquidus temperature (Tl) at point "c", which is the point at which dendrites begin to form. Dendritic growth is completed at the "e" point, which is the eutectic temperature (TE). The temperature drop is prevented by forming a plateau until the eutectic solidification at point "g" is completed. At this point, the casting is completely solidified, and further cooling to room temperature follows "gh". A second exemplary alloy of an Al-Si alloy that benefits powerfully from the application of this invention is the widely used A319 alloy. This alloy also contains some copper. The alloy differs somewhat from A356 in that it has a non-isothermal eutectic forming region "eg", the horizontal plateau "eg" of figure 5 being replaced by a stationary downward slope. However, the same principles apply precisely. This slow conventional cooling, for example in silica sand molding, results in a dendrite structure with a DAS in the region of 200 to 50 micrometers. The dendrites are surrounded by the eutectic, which is characterized by a spacing in the region of 20 to 2 micrometers. This is denoted by the conventional or "gross" eutectic microstructure for the purposes of our description (figure 6). If the alloy could be subjected to total ablation cooling, the cooling profile would follow the "bijkl" trajectory so that the entire solidification microstructure consisted of fine dendrite and very fine eutectic. However, as discussed earlier, although this structure is not readily obtainable, and has yet to be tested by the inventors, it can be conceivable under special conditions. These conditions may include circumstances in which the mold is highly insulating, and solidification is highly directional. Castings with excellent mechanical properties, however, are obtained without resorting to these special conditions. In general, a more practical cooling profile is illustrated by the "abcdrmno" cooling curve. In this situation, prior cooling of "cd" creates coarse dendrites to reinforce the melt in its partially solidified, and therefore weak, hot state prior to application of the refrigerant. Subsequent dendrites and eutectic are both then subjected to rapid cooling, so that the fine solidifying microstructure includes both thin dendrites (DAS in the region of 30 to 5 micrometres) and thin eutectic (unresolved with 1,000 X magnification once that their spacing is only about 1 micrometer). The two regions of the consequently double microstructure form visually highly distinct areas when viewed under the microscope. Figure 7 shows a structure in which ablation was applied in time to solidify part of the dendritic material, followed by rapid solidification of the entire eutectic. The eutectic is so thin that it cannot be solved in this image, but it appears as a uniform light gray phase (in this case, the alloy had no refining action from chemical modifier additions such as Na or Sr). In addition, because all eutectic solidifies along the "mn" path, the entire eutectic phase, between both thin and coarse dendrites, is seen uniformly thin in figure 7. [0080] The uniform and extremely thin eutectic is a It is a common feature of ablation solidification microstructures and is unique to ablation-cooled alloys that have not received benefit from chemical modification by Na or Sr as an aid to refining the microstructure. See Figure 8, in which a certain finely distributed and porous associated impurity can also be seen in the structure. The mechanical properties of castings appear to be remarkably insensitive to most defects of this variety and size. Figure 9 illustrates a similar thin eutectic after a solubilization heat treatment. In Figure 9, the eutectic has grown slightly to reduce its interfacial energy as is common for biphasic structures subjected to high temperature treatment. In principle, although not normally desirable, it would be possible to allow all dendrites to solidify with the coarse structure by making only a subsequent application of ablation cooling, such as, for example, at point "f" in Figure 5. In this case, part of the eutectic would have solidified with a gross eutectic structure. A structure such as this is shown in Figure 10. The eutectic end regions that solidify with the benefit of ablation cooling adopt the extremely thin structure and are generally free of porosity and have only thin iron phases which are generally too small to be seen in figure 10. At higher magnification, a few iron-rich phases can be seen, as shown in figure 11. For mixed dendritic / eutectic alloys, most of the benefits of ablation are enjoyed by those structures shown in figures 10 and 11, because the progressive solidification of the residual liquid is still effective to feed the directional cast. The alloy in Fig. 10, for example, has been heat treated, thus to some extent increasing the size of all silicon particles in the eutectic phase. In practice, however, it is desirable, and easily obtainable, that some gross dendritic structure be formed before ablation is applied (starting point "d" in Figure 5). The usual resulting dendritic microstructure is therefore double in the above sense and includes relatively thin eutectic uniform. As before, if refrigerant is applied much later, for example, following the path "gq" in figure 5, the action of ablation cannot influence the solidification microstructure of the casting, certainly because the casting has completely solidified before any application of a refrigerant. Such cooling of a cast part is not part of this patent application, and is part of the cast part production regime well known to those skilled in the art. For conventionally cooled castings (those that adopt the cooling path ending in "h" or "q") the last regions of the casting to solidify generally have porosity. Moreover, such castings, when made from a typical aluminum alloy, such as alloy A356, generally have thin platelets of beta iron precipitates that further impair properties. Ablation-cooled castings, including both dendritic castings and dendritic / eutectic castings, comprising a fine solidifying microstructure are generally free from defects that are generally found in castings formed by conventional casting methods. In one embodiment, a casting comprising a finely solidified microstructure portion is substantially free of porosity. The rapid solidification and directional feed created by ablation reduces both gas porosity and contraction. In another embodiment, a casting comprising a finely solidifying microstructure portion is substantially free of the large harmful iron-rich platelets. In other embodiments, a casting is substantially free of both porosity and iron-rich platelets. Without wishing to be bound by any particular theory, the reduction in iron-rich platelet size may be the result of the faster quenching of the liquid alloy. Reducing porosity also benefits from this speed. Moreover, it is significantly aided by the naturally progressive action of the ablation process, in which the cooling action of water (or other fluid) stably moves along the length of the casting to activate solidification in a highly directional mode. towards the metal power supply. In addition, maintaining a relatively narrow pasty zone by imposing a high temperature gradient in this manner is highly effective in assisting in the feeding of the casting. Substantial reduction or elimination of shrinkage porosity is significant, and can be established as follows. Shrinkage porosity is normally expected in regions of the casting such as an unfeeded hot spot. In principle, however, these regions can be fed if the solidification process is carried out unidirectionally. Water or other cooling fluid is applied to ablate the mold and cool and cause solidification in the casting to occur systematically, creating a strong uniquely directional temperature gradient. Thus, these regions that would be isolated from the feed liquid in a conventional foundry are easily and automatically fed to solidity, or greatly improved fastness, when the benefits of the invention are correctly applied. For this reason, alloys that cannot normally be cast as shaped castings due to hot brittleness problems such as rough alloys 6061 and 7075, etc., or with large solidification range such as alloys 7075 and 852, can easily and profitably be cast into a shaped shape by ablation techniques. Moreover, ablation castings are characterized by a solidifying microstructure that is immediately identifiable as unique in a shaped cast part. An aggregate molded shaped metal casting comprising a region of fine solidifying microstructure is described in detail with reference to the following examples. The examples are merely for the purpose of illustrating potential embodiments of a metal casting formed with a region of fine solidifying microstructure and are not intended to be limiting embodiments thereof.

Claims (14)

1. Peça fundida de metal formada em um molde compreendendo um agregado por meio de um processo de resfriamento rápido e exibindo uma microestrutura fundida, caracterizada pelo fato de que a microestrutura compreende: uma primeira região localizada adjacente a uma superfície da peça fundida de metal, a primeira região compreendendo uma microestrutura de solidificação grosseira tendo dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 50 a 200 mícrometros; e uma segunda região localizada interna à primeira região, a segunda região compreendendo uma microestrutura de solidificação fina tendo dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 30 mícrometros ou menos.1. A metal casting formed into a mold comprising an aggregate by means of a rapid cooling process and exhibiting a cast microstructure, characterized in that the microstructure comprises: a first region located adjacent to a surface of the metal cast, the first region comprising a coarse solidifying microstructure having dendrites with a dendrite arm spacing of 50 to 200 microns; and a second region located within the first region, the second region comprising a thin solidifying microstructure having dendrites with a dendrite arm spacing of 30 microns or less. 2. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda região é contínua de urna extremidade distai da peça fundida até uma extremidade proximal da mesma,Metal casting according to Claim 1, characterized in that the second region is continuous from a distal end of the casting to a proximal end thereof; 3. Peça fundida de metal dc acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a segunda região compreende dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 20 mícrometros ou menos,Metal casting according to claim 1 or 2, characterized in that the second region comprises dendrites with a dendrite arm spacing of 20 microns or less; 4. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a segunda região compreende dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 5 a 15 mícrometros.Metal casting according to claim 3, characterized in that the second region comprises dendrites with a dendrite arm spacing of 5 to 15 microns. 5. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que ela é isenta de pelo menos um de (i) poros idade de contração, e (ii) plaque tas ricas em ferro prejudiciais.Metal cast according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is free of at least one of (i) shrinkage pores, and (ii) harmful iron-rich platelets. 6. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações I a 5, caracterizada pelo fato dc que a primeira região compreende 100% de microestrutura de solidificação grosseira, e a segunda região compreende 100% de microestrutura de solidificação fina.Metal cast according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first region comprises 100% coarse solidification microstructure, and the second region comprises 100% fine solidification microstructure. 7. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações l a 6, caracterizada pelo fato de que ela compreende adicionalmente uma terceira região localizada entre a primeira e segunda regiões, em que a terceira região compreende uma microestrutura de solidificação dupla compreendendo (i) uma ou mais porções de microestrutura de solidificação grosseira, e (ii) uma ou mais porções de microestrutura de solidificação fina, em que a uma ou mais porções de microestrutura de solidificação grosseira da região de microestrutura de solidificação dupla compreendem dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 50 a 200 micrometros e a uma ou mais porções de microestrutura de solidificação fina da região de microestrutura de solidificação dupla compreende dendritas com um espaçamento de braço de dendrita de 15 micrometros ou menos.Metal cast according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises a third region located between the first and second regions, wherein the third region comprises a double solidification microstructure comprising (i) one or more coarsely solidifying microstructure portions, and (ii) one or more thin solidifying microstructure portions, wherein one or more coarse solidifying microstructure portions of the double solidification microstructure region comprise dendrites with an arm spacing of 50 to 200 micrometres dendrite and to one or more fine solidifying microstructure portions of the double solidifying microstructure region comprises dendrites with a dendrite arm spacing of 15 micrometers or less. 8. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a terceira região é contínua por toda uma forma da peça fundida de metal.Metal casting according to claim 7, characterized in that the third region is continuous throughout a shape of the metal casting. 9. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a segunda região é uma região de microestrutura de solidificação fina contínua interna e distinta da microestrutura de solidificação dupla da terceira região.Metal casting according to claim 8, characterized in that the second region is a region of internal solid fine-solidifying microstructure and distinct from the double-solidifying microstructure of the third region. 10. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a segunda região é contínua de uma extremidade distai da peça fundida de metal até uma extremidade proximal da mesma.Metal casting according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the second region is continuous from a distal end of the metal casting to a proximal end thereof. 11. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a segunda região compreende uma primeira região de microestrutura de solidificação fina localizada em um primeiro local na peça fundida de metal.Metal casting according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the second region comprises a first region of fine solidifying microstructure located at a first location in the metal casting. 12. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a segunda região compreende adicionalmente uma segunda região de microestrutura de solidificação fina localizada na peça fundida de metal em um segundo local espaçado do primeiro local.Metal casting according to claim 11, characterized in that the second region further comprises a second region of fine solidifying microstructure located on the metal casting at a second location spaced from the first location. 13. Peça fundida de metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de ser formada de uma liga contendo eutético.Metal casting according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it is formed of an eutectic-containing alloy. 14. Peça fundida de metal de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a região ou regiões de microestrutura de solidificação fina possuem uma ou mais porções eutéticas finas tendo um espaçamento eutético de 1 micrometro ou menos.Metal casting according to claim 13, characterized in that the finely solidifying microstructure region or regions have one or more thin eutectic portions having a eutectic spacing of 1 micrometer or less.
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