鑄件凝固過程中,許多物理參數(shù)都是與溫度密切相關(guān)的。因此,研究金屬液態(tài)成型過程
的凝固現(xiàn)象最主要的就是解決不同時(shí)刻,鑄型和鑄件中溫度場(chǎng)的變化。根據(jù)鑄件溫度場(chǎng),
能預(yù)計(jì)其凝固過程中斷面上各時(shí)刻的凝固區(qū)域大小及變化,凝固速度,凝固時(shí)間,縮松和
孔的傾向等參數(shù),為正確設(shè)計(jì)工藝結(jié)構(gòu)及參數(shù)提供科學(xué)的依據(jù),從而改善鑄件組織及提高
性能。
研究鑄件溫度場(chǎng)的方法有:實(shí)測(cè)法、數(shù)學(xué)解析法和數(shù)值模擬法等。數(shù)學(xué)解析方法是利用
用數(shù)學(xué)方法研究鑄件和鑄型的傳熱,主要目的是利用傳熱學(xué)的理論。
采用某一種結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性試樣,改變型砂的水分、煤粉含量、澆注溫度、直澆道高度等因素中
的一個(gè)因素,以判斷該變動(dòng)因素對(duì)充型能力的影響。各種測(cè)定合金流動(dòng)性的試樣都可用以測(cè)
定合金的充型能力。
流動(dòng)性試樣的類型很多,如螺旋形、球形、U形、楔形、豎琴形、真空試樣 (即用真
空吸鑄法)等。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用最多的是螺旋形試樣,如圖116所示,其優(yōu)點(diǎn)是
靈敏度高、對(duì)比形象、可供金屬液流動(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)的距離 (如15m),而鑄型的輪廓尺寸并不太
大。缺點(diǎn)是金屬流線彎曲,沿途阻力損失較大,流程越長(zhǎng),散熱越多。
故金屬的流動(dòng)條件和溫度條件都在隨時(shí)改變,這必然影響到所測(cè)流動(dòng)性的準(zhǔn)確度;各次試驗(yàn)所用鑄型條件也很難
精控制;每做一次試驗(yàn)要造一次鑄型。在生產(chǎn)和科研中螺旋形試樣應(yīng)用較多。真空試樣如
圖117所示,它的優(yōu)點(diǎn)是鑄型條件和液態(tài)金屬的充型壓頭穩(wěn)定,真空度可以隨液態(tài)金屬的
密度不同而改變,使各種金屬能在相同的壓頭下充填,從而增加了試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比性,可以
觀察充填過程,記錄流動(dòng)長(zhǎng)度與時(shí)間的關(guān)系。