顯然,根據(jù)形成表面張力的原因可以推知,不僅在上述的液氣界面,
而且在所有兩相界面,如固氣、液固、液液上都存在表面張力。故廣義地說(shuō),表面
張力應(yīng)稱為界面張力,可分別用σ固氣 、σ液固 、σ液液 表示之,不特別指明時(shí),通常皆指
與氣相的界面張力。
衡量界面張力的標(biāo)志是潤(rùn)濕角θ,它與界面張力的關(guān)系由楊氏方程決定。
式(112)稱為楊氏方程式,可以看出,接觸
θ的值與各界面張力的相對(duì)值有關(guān),如圖110。
①σSG>σLS時(shí),cosθ為正值,即θ<90°。通θ為銳角的情況,稱為液體能潤(rùn)濕固體。θ=
,液體在固體表面鋪展成薄膜,稱為完全。
在這種情況下,鑄件和鑄型的溫度分布如圖125所示。因此可以認(rèn)為,在整個(gè)傳熱過(guò)
程中,鑄件斷面的溫度分布是均勻的,鑄型內(nèi)表面溫度接近鑄件的溫度。如果鑄型足夠厚,
由于鑄型的導(dǎo)熱性很差,鑄型的外表面溫度仍然保持為t20。所以,絕熱鑄型本身的熱物理
性質(zhì)是決定整個(gè)系統(tǒng)傳熱過(guò)程的主要因素。
2金屬鑄型界面熱阻為主的金屬型中凝固
較薄的鑄件在工作表面涂有涂料的金屬型中鑄造時(shí),就屬于這種情況。金屬鑄型界面
處的熱阻較鑄件和鑄型中的熱阻大得多,這時(shí),凝固金屬和鑄型中的溫度梯度可忽略不計(jì),
即認(rèn)為溫度分布是均勻的,傳熱過(guò)程取決于涂料層的熱物理性質(zhì)。若金屬無(wú)過(guò)熱澆注,則界
面處鑄件的溫度等于凝固溫度 (tF=tC),鑄型的溫度保持為t20,如圖126所示。
二、影響充型能力的因素及提高充型能力的措施
影響充型能力的因素是通過(guò)兩個(gè)途徑發(fā)生作用的:影響金屬與鑄型之間熱交換條件,而
改變金屬液的流動(dòng)時(shí)間;影響金屬液在鑄型中的水力學(xué)條件,而改變金屬液的流速。影響液
態(tài)金屬充型能力的因素是很多的,為便于分析,將所有的因素歸納為如下四類:
1金屬性質(zhì)方面的因素
這類因素是內(nèi)因,決定了金屬本身的流動(dòng)能力———流動(dòng)性。
(1)合金的化學(xué)成分 合金的化學(xué)成分決定了結(jié)晶溫度范圍,因此合金的流動(dòng)性與其成
分之間存在著一定的規(guī)律性。在流動(dòng)性曲線上,對(duì)應(yīng)著純金屬、共晶成分和金屬間化合物的
地方出現(xiàn)大值,而隨結(jié)晶溫度范圍的增加,流動(dòng)性下降,且在大結(jié)晶溫度范圍附近出現(xiàn)
小值 (如圖118、圖119所示)。