傳統(tǒng)鉛板廠家的定向凝固方法可分為爐外結(jié)晶法和爐內(nèi)結(jié)晶法。爐外產(chǎn)品凝固法一般是指加熱澆鑄法，爐內(nèi)產(chǎn)品凝固法是指在保溫爐中完成凝固。具體的工藝方法包括粉末還原法(PD法)、快速凝固法(HRS法)和液態(tài)金屬冷卻法(LMC法)。

爐外結(jié)晶法是將熔融金屬倒入側(cè)壁保溫、底部冷卻、頂部覆蓋加熱劑的鑄型中，在熔融鉛板和凝固金屬中建立自上而下的溫度梯度，使鑄件實(shí)現(xiàn)自下而上的單向凝固。爐外結(jié)晶法的主要特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，成本低，可用于制造小批量零件。PD法采用分段加熱的保溫爐，從底部冷卻鑄件，從底部到頂部關(guān)閉加熱器，從而實(shí)現(xiàn)鑄件內(nèi)部自下而上的定向凝固。PD法可以獲得較高的冷卻速率，但柱狀晶區(qū)較短，微觀結(jié)構(gòu)不理想。HRS法是在Bridgman晶體生長(zhǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種定向凝固工藝，其特點(diǎn)是鑄件以一定的速度從爐中取出或從爐中取出，在保持爐子加熱的同時(shí)對(duì)鑄件進(jìn)行空氣冷卻。由于避免了爐子的影響，采用空氣冷卻，可以獲得較高的溫度梯度和冷卻速率。LMC法以HRS法為基礎(chǔ)，將拉制的鑄件浸入高沸點(diǎn)、低熔點(diǎn)、熱容大、熱導(dǎo)率高的液態(tài)金屬中，以獲得較高的溫度梯度和生長(zhǎng)速率。常用的液態(tài)金屬有Ga-Ins Ga-In-Sn和Sn液態(tài)。

傳統(tǒng)定向凝固技術(shù)的主要缺點(diǎn)是冷卻速度過(guò)慢，凝固組織有足夠的時(shí)間生長(zhǎng)和粗化，導(dǎo)致枝晶偏析嚴(yán)重，限制了材料性能的提高。近年來(lái)出現(xiàn)的一些新型定向凝固技術(shù)，如區(qū)熔液態(tài)防輻射鉛板金屬冷卻法(ZMLMC法)、深過(guò)冷定向凝固(DUDS)和電磁約束成形定向凝固技術(shù)(DSEMS)等，有效地避免了這一弊端。

ZMLMC方法是在LMC方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。該方法將區(qū)域熔化與液態(tài)金屬冷卻相結(jié)合，利用感應(yīng)加熱集中加熱凝固界面前沿的液相，從而有效提高固液界面前沿的溫度梯度和冷卻速率。DUDS法的基本原理是將含有熔融金屬的旋渦吸積置于激冷基座上，在冷卻過(guò)程中，旋渦吸積底部在較低溫度下成核，晶體自下而上生長(zhǎng)，形成定向排列的樹(shù)枝狀骨架和殘余熔融金屬。在隨后的冷卻過(guò)程中，殘余的熔融金屬通過(guò)向外輻射熱量，在已有的枝晶骨架上凝固，Z最終獲得定向凝固組織。DSEMS是一種新型的定向凝固技術(shù)，是電磁約束成形技術(shù)和定向凝固技術(shù)的結(jié)合。該技術(shù)通過(guò)電磁感應(yīng)加熱感應(yīng)器中的保護(hù)鉛板材料，利用金屬熔體表層產(chǎn)生的電磁壓力來(lái)抑制熔融金屬熔體的形成。同時(shí)，冷卻介質(zhì)與鑄件表面直接接觸，增強(qiáng)了鑄件固相的冷卻能力，在固液界面附近的熔體中可產(chǎn)生較高的溫度梯度，使凝固組織超細(xì)化。