(5)表面張力 表面張力對(duì)薄壁鑄件、鑄件的細(xì)薄
部分和棱角的成型有影響。型腔越細(xì)薄,棱角的曲率半
徑越小,表面張力的影響越大。為克服附加壓力的阻礙,
必須在正常的充型壓頭上增加一個(gè)附加壓頭h。
因此,為提高液態(tài)金屬的充型能力,在金屬方面可
采取以下措施。
(1)正確選擇合金的成分 在不影響鑄件使用性能的情況下,可根據(jù)鑄件大小,厚薄和
鑄型性質(zhì)等因素,將合金成分調(diào)整到實(shí)際共晶成分附近,或選用結(jié)晶溫度范圍小的合金。對(duì)
某些合金進(jìn)行變質(zhì)處理使晶粒細(xì)化,也有利于提高其充型能力。
這些雜質(zhì)往往不只是一種,而是多種多樣的,它們?cè)谝后w中不會(huì)很均勻地分布。它們的存在方式也是不同的,有的以溶質(zhì)方式,有的與其他原子形成某些化合物 (液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)的夾雜物)。下面先就一個(gè)最簡(jiǎn)單的模型作一分析,假定液體中只存在一種雜質(zhì)原子。當(dāng)金屬中存在第二種原子時(shí) (如合金),情況就復(fù)雜多了。由于同種元素及不同元素之間的原子間結(jié)合力是不同的,結(jié)合力較強(qiáng)的原子容易聚集在一起,把別的原子排擠到別處。因此,在游動(dòng)集團(tuán)中有的A種原子多,有的B種原子多,即游動(dòng)集團(tuán)之間存在著成分不均勻性,稱為 “濃度起伏”。
當(dāng)dσdt<0,即溶質(zhì)濃度增加,引起表面張力減少時(shí),Γ>0,為正吸附。dσdt>0,即溶質(zhì)
增加,引起表面張力增大時(shí),Γ<0,為負(fù)吸附。由此可知,所謂正吸附就是溶質(zhì)元素
面上的濃度大于在液體內(nèi)部的濃度,負(fù)吸附則是溶質(zhì)元素在表面上的濃度小于在內(nèi)部的
。因此,表面活性物質(zhì)具有正吸附作用;而非表面活性物質(zhì)具有負(fù)吸附作用。
溶質(zhì)的原子體積大于溶劑的原子體積時(shí),由于它對(duì)溶劑晶格的歪曲,使勢(shì)能增加。但
系統(tǒng)總是向減小自由能方向自發(fā)進(jìn)行,因而,這些體積較大的原子總是傾向于被排擠到
,在表面富集———正吸附。由于這些原子體積大,表面張力低,使整個(gè)系統(tǒng)的表面張力
。這也可以用表面層原子受力不對(duì)稱性程度加以解釋。