Alüminyum alaşım işleme alanında, doğrudan soğuk döküm (DC döküm), "metal şekillendirmenin sihirli eli" olarak bilinir. Yaklaşık 700 °C'deki alüminyum alaşımı eriyiği kristalizatöre enjekte edildiğinde, sadece birkaç on dakika içinde sıvı metal, düzenli bir dış çapa ve yoğun bir iç yapıya sahip silindirik bir külçeye dönüşür - bunun temel itici gücü sudur. Daha kesin olmak gerekirse, birincil ve ikincil soğutmayı birleştiren bir "su soğutma büyüsü"dür. Bu büyünün başarısı veya başarısızlığı, esas olarak üç temel değişkenin oyununda yansır: döküm hızı, soğutma yoğunluğunun gücü ve yüzey ayrışma bölgesinin kalınlığı. Bir değişkenin kontrolünün kaybedilmesi, külçenin yüzeyinde ayrışma nodülleri, soğuk kapanmalar ve çekme çatlakları gibi geri döndürülemez kusurlara neden olur ve bu kusurlar sonraki ekstrüzyon ve haddeleme işlemlerinde toplu hurdaya dönüşür.

1. Suyun iki aşamalı (aslında üç aşamalı) soğutma mekanizması

Aşama 1: Birincil soğutma (kristalizatör duvarı soğutması)

Yüksek sıcaklıktaki alüminyum sıvısı kristalizatöre enjekte edildikten sonra, iç duvara (grafit kaplı) doğrudan temas eder ve yüzey tabakası saniyeler içinde hızla soğuyarak katılaşmış bir kabuk oluşturur. Bu aşamadaki ısı, kristalizatör duvarı aracılığıyla suya iletilir, buna birincil soğutma denir. Tek bir soğutma işlemiyle taşınan ısı, külçenin toplam ısı içeriğinin yaklaşık 10% -15%ini oluşturur. Çok fazla ısı taşımasa da, "şekillendirme" için anahtardır - katılaşmış kabuk, iç sıvı boşluğunun statik basıncına alüminyum sızıntısı olmadan dayanacak yeterli kalınlığa sahip olmalıdır.

Aşama 2: İkincil soğutma (püskürtmeli zorunlu su soğutma)

Külçe kristalizatörün alt kenarından ayrıldığı anda, yüksek basınçlı soğutma suyu püskürtme deliğinden doğrudan külçenin sıcak yüzeyine püskürtülür. Bu noktada, katılaşmış külçe kabuğu ile su arasında ısı değişimi meydana gelir, buna ikincil soğutma denir. İkincil soğutma ile taşınan ısı, külçenin toplam ısı içeriğinin yaklaşık 70% -80%ini oluşturur ve külçenin tam katılaşması için baskın güçtür. İkincil soğutmanın güçlü etkisi, külçenin içindeki sıvı fazın dıştan içe doğru katman katman katılaşmasına neden olarak tipik bir "V" şeklinde sıvı boşluğu oluşturur.

Aşama 3: Üç soğutma döngüsü (doğal yavaş soğutma)
Külçe püskürtme bölgesinden tamamen çıkarıldıktan sonra, dökümün iç gerilimini yavaşça dağıtmak ve çatlama riskini azaltmak için temel çukurundaki su ve havaya güvenir. Bu aşamadaki soğutma hızı nispeten yavaştır ve külçenin kristalizasyon süreci üzerinde çok az etkisi vardır, ancak gerilim azaltma ve düşük sıcaklık çatlaklarını önleme açısından büyük önem taşır.