1. Perawatan Inokulasi dan Modifikasi
Perlakuan inokulasi mengacu pada proses penambahan sejumlah kecil zat lain ke logam cair selama pemadatan untuk mendorong nukleasi dan menghambat pertumbuhan, sehingga memurnikan butiran dan memperbaiki struktur. Secara konvensional, penambahan bahan tambahan pada besi tuang disebut perlakuan inokulasi; menambahkan aditif pada baja tuang dan paduan aluminium disebut perlakuan modifikasi. Intinya, perlakuan inokulasi terutama mempengaruhi nukleasi, sedangkan perlakuan modifikasi mengubah mekanisme pertumbuhan kristal (menghambat pertumbuhan), sehingga mempengaruhi morfologi kristal.
Saat ini, terdapat berbagai macam inokulan untuk besi cor. Inokulan yang mengandung unsur barium, bismut, dan tanah jarang dapat memperlambat memudarnya efek inokulasi. Metode inokulasi (yaitu metode penambahan inokulan) terutama mencakup inokulasi sendok, inokulasi aliran, inokulasi sesaat (inokulasi cangkir tuang, inokulasi kawat berinti, inokulasi aliran), dan inokulasi dalam-cetakan. Inokulasi seketika dan inokulasi dalam-cetakan dapat mencegah pemudaran inokulasi, memerlukan sejumlah kecil inokulan, dan mencapai efek inokulasi yang baik, sehingga penerapannya semakin luas dalam produksi besi tuang.
Tren pengembangan perlakuan modifikasi mengarah ke modifikasi-biaya rendah,-efisiensi tinggi, tidak-menghasilkan polusi, dan-komposit multi-fungsi. Baja tuang mengalami perlakuan modifikasi menggunakan pengubah paduan yang mengandung unsur tanah jarang, yang menghaluskan butiran sekaligus memurnikan baja cair. Paduan ZL109, yang dimodifikasi dengan komposit Cu-P dan Al-Ti-B, menghasilkan struktur silikon primer dan silikon eutektik yang sangat halus. Garam Sr dapat mengubah fase silikon dalam paduan aluminium-silikon dari bentuk jarum-menjadi bentuk batang pendek-(dengan panjang di bawah 100 μm) atau bentuk berserat melengkung.
2. Kristalisasi Dinamis
Selain perlakuan inokulasi dan modifikasi untuk penghalusan butiran dan perbaikan struktur mikro, perlakuan getaran ultrasonik atau pengadukan elektromagnetik pada logam cair juga dapat mencapai tujuan penghalusan butiran dan meningkatkan kualitas pengecoran. Perlakuan ultrasonik dapat menyempurnakan struktur cor paduan magnesium AS41, menjadikan fase MgSi lebih halus dan berbentuk bulat, dengan ukuran butir hanya 30% hingga 50% dibandingkan tanpa perlakuan ultrasonik. Saat ini, teknologi pemurnian biji-bijian bergerak ke arah metode kombinasi, membentuk proses gabungan seperti perlakuan inokulasi ditambah dengan pengadukan elektromagnetik. Misalnya, ketika aluminium murni dikenai medan magnet berdenyut arus searah dikombinasikan dengan perlakuan inokulasi menggunakan 0,05% Al-5Ti-B, ukuran butir yang dihasilkan bahkan lebih halus dan terdistribusi lebih merata dibandingkan dengan menerapkan medan magnet berdenyut arus searah saja.
3. Solidifikasi Terarah
Solidifikasi terarah, juga dikenal sebagai kristalisasi terarah, adalah metode proses yang memungkinkan logam atau paduan menumbuhkan kristal secara terarah di dalam lelehan. Metode utama pemadatan terarah meliputi metode cetakan eksotermik, metode reduksi daya, metode pemadatan cepat, dan metode pendinginan logam cair. Pemadatan terarah terutama digunakan untuk menyiapkan butiran kolumnar dan kristal tunggal dan telah berhasil diterapkan dalam produksi butiran kolumnar berbasis nikel-dan bilah mesin kristal tunggal. Struktur butir kolom menghilangkan batas butir melintang, sedangkan kristal tunggal tidak memiliki batas butir sama sekali, sehingga secara signifikan meningkatkan kekuatan-suhu tinggi, ketahanan mulur, sifat pecah-tekanan, dan kinerja kelelahan termal bilah.
Bilah kristal tunggal yang dihasilkan melalui pemadatan terarah dibentuk melalui pertumbuhan seleksi spiral dari polikristal. Baik untuk pertumbuhan kristal tunggal atau struktur pertumbuhan butir kolumnar, itu<100>arah adalah orientasi pertumbuhan yang disukai. Melalui penelitian dan pengembangan intensif selama bertahun-tahun, industri ini telah menguasai teknologi inti bilah mesin kristal tunggal, sehingga mematahkan monopoli. Data dan pengalaman yang luas telah dikumpulkan di berbagai bidang seperti teknologi inti keramik, teknologi cetakan cangkang korundum, pemilihan kristal tunggal dan proses pemadatan terarah, kontrol rekristalisasi untuk bilah kristal tunggal, kontrol suhu pembakaran, parameter proses penuangan, laju penarikan, penyesuaian rute proses, dan peningkatan cetakan. Teknologi pengecoran presisi untuk bilah kristal tunggal berongga menjadi semakin canggih.
